Гл шп огс гидроакустика обнаружение целей. Принципы построения активных гидроакустических комплексов и систем тема

В обозримом будущем подводные лодки и противолодочные самолеты российского военно-морского флота должны будут получить гидроакустические системы нового типа. Согласно последним сообщениям, до конца десятилетия военное ведомство намерено приобрести большое число средств слежения за подводной обстановкой. Подобные закупки позволят оснастить современными средствами обнаружения множество строящихся или модернизируемых подлодок, самолетов и т.д.

В конце марта на официальном сайте госзакупок министерством обороны был размещен новый заказ, касающийся дальнейшего развития материальной части ВМФ. Согласно опубликованной информации о тендере, министерство планирует закупить 55 гидроакустических комплексов (ГАК) семейства МГК-335ЭМ-03 «Кряква» в разных модификациях. На закупку всех требуемых изделий военное ведомство собирается потратить не более 194,6 млн рублей – в среднем свыше 5,3 миллиона за комплекс. Первые комплексы в рамках будущего заказа должны быть поставлены уже в этом году. Завершение поставок запланировано на 2019-й.

Общая схема комплекса МГК-335ЭМ-05

Согласно опубликованным данным, вооруженные силы намерены закупать комплексы «Кряква» трех модификаций, что позволит оснастить ими подводные лодки, противолодочные самолеты и стационарные системы. Для подводных сил закупается 16 комплексов «Кряква-А». Такое же число систем должна получить морская авиация. 23 комплекта версии «Кряква-В» будет приобретено для станций гидроакустической разведки.

Заявки на тендер принимаются до 17 апреля. Вскоре после этого будет подписан контракт на поставку требуемых изделий, после чего стартует их производство. Как уже упоминалось, военное ведомство желает получить первые гидроакустические комплексы требуемых типов уже в этом году.

По имеющимся данным, гидроакустический комплекс МГК-335ЭМ-03 «Кряква» был создан концерном «Океанприбор» (г. Санкт-Петербург). Этот комплекс предназначен для установки на кораблях малого и среднего водоизмещения. Имеется возможность монтажа всей необходимой аппаратуры как в ходе строительства кораблей, так и во время ремонта и модернизации. В последнем случае система «Кряква» является заменой для более старого комплекса МГК-355МС. По имеющимся данным, на базе корабельного комплекса были созданы новые модификации, предназначенные для эксплуатации на других носителях. Как следствие, ГАК семейства «Кряква» могут также использоваться подводными лодками, самолетами и стационарными системами разведки.

Вне зависимости от носителя комплексы имеют схожие задачи и максимально унифицированы. Главной их задачей является поиск подводных лодок. Обнаружение целей производится в активном режиме при помощи эхолокации либо в пассивном – в таком случае отслеживаются собственные шумы целей. Кроме того, предусмотрена возможность обнаружения сигналов других комплексов, работающих в активном режиме. Также автоматика «Кряквы» способна самостоятельно сопровождать найденную цель и выдавать данные целеуказания на прибор управления стрельбой противолодочной обороны носителя. Имеется возможность автоматизированной классификации обнаруженного объекта. Комплексы МГК-335ЭМ-03 «Кряква» имеют функцию гидроакустической связи на низких и высоких частотах. Также предусматривается использование кодовой связи и опознавания.

Архитектура ГАК МГК-335ЭМ-03

С целью повышения эксплуатационных характеристик комплексы имеют ряд важных особенностей и функций. При работе гидроакустического комплекса осуществляется автоматический контроль уровня акустических помех. Также автоматика способна прогнозировать ожидаемую дальность действия системы в зависимости от текущих условий. Имеются автоматизированные средства контроля за работой всех компонентов комплекса и отслеживания их состояния. Автоматика самостоятельно отслеживает работу агрегатов и производит диагностику. В случае обнаружения неполадок в автоматическом режиме осуществляется их локализация. Имеется функция обучения операторов, в ходе которого используются имитированные цели.

В базовой конфигурации, предназначенной для установки на надводные корабли, ГАК МГК-335ЭМ-03 «Кряква» имеет в своем составе несколько основных приборов, решающих различные задачи. Главным и единственным средством наблюдения и обнаружения целей в этом случае является подкильная активно-пассивная антенна. Она выполнена в виде цилиндрического корпуса, оснащенного большим количеством чувствительных элементов. Для сохранения требуемого положения антенны во время работы используется специальная подвесная система с приборами стабилизации. Антенна имеет высоту 1 м и диаметр 1 м. По окружности цилиндра располагаются 36 столбов с 12 элементами на каждом.

Также на борту корабля-носителя должны монтироваться генераторное устройство, приемно-усилительное и согласующее устройство, а также приборы цифровой обработки сигналов и контроля и управления стабилизацией. Все эти элементы комплекса соединены между собой. Подача электроэнергии ко всем компонентам комплекса осуществляется при помощи отдельного прибора энергоснабжения, соединенного с общекорабельными электрическими системами.

На рабочем месте оператора комплекса предлагается монтировать пульт со всеми необходимыми органами управления. Данные о подводной обстановке, обнаруженных целях и работе гидроакустических средств выводятся на два цветных монитора. Основными органами управления являются клавиатура и трекбол, размещенные на передней консоли. Часть кнопок и переключателей помещается рядом с мониторами. Разработчиком системы «Кряква» также предлагается использование выносного индикатора. На некотором отдалении от основного пульта может устанавливаться дополнительный монитор, выводящий информацию о текущей обстановке.

Подкильная антенна "Кряквы"

По имеющимся данным, в семейство «Кряква» входят гидроакустические комплексы нескольких моделей, отличающиеся друг от друга составом специального оборудования, в первую очередь антенн и иных средств обнаружения. Так, в проекте МГК-335ЭМ-01 подкильная антенна дополняется буксируемой гибкой протяженной антенной. Комплекс МГК-335ЭМ-02 имеет в своем составе буксируемую излучающую и гибкую протяженную антенну. Изделие МГК-335ЭМ-04 отличается расширенным диапазоном частот при работе в активном режиме, что позволяет производить обнаружение торпед, а «Кряква» версии МГК-335ЭМ-05 имеет опускные приемную и излучающую антенны.

Согласно официальным данным концерна «Океанприбор», ГАК МГК-335ЭМ-03 «Кряква» способна производить обнаружение подводной лодки с эквивалентным радиусом Rэ=10 м на дистанциях до 10-12 км. Координаты цели определяются с точностью до 30’ по пеленгу. Точность по дальности достигает 1% от шкалы дистанции. На режиме пеленгования шумов комплекс способен улавливать звуки с частотой от 1,5 до 7 кГц. После обнаружения цели и взятия ее на сопровождение точность определения пеленга составляет 30’. Режим обнаружения гидроакустических сигналов, подразумевающий обнаружение работающих в активном режиме чужих ГАК, позволяет контролировать диапазон частот 1,5-7 кГц. Пеленг на источник обнаруженного сигнала определяется с точностью до 10°.

Анализируя характер принятых отраженных или перехваченных сигналов, комплекс МГК-335ЭМ-03 способен определять принадлежность обнаруженного объекта к тому или иному классу техники. При некоторой помощи оператора гидроакустический комплекс способен отличить подводную лодку от торпеды. При этом имеется возможность одновременной выдачи целеуказания системам противолодочного вооружения.

Комплекс «Кряква» отличается достаточно высокими характеристиками гидроакустической связи, а также имеет некоторые специальные возможности. Низкочастотная или высокочастотная связь осуществляются на дальностях до 20 км. Кодовая связь, опознавание обнаруженного объекта или изменение дистанции до него может выполняться на расстояниях до 30 км. При помощи ГАК МГК-335ЭМ-03 экипаж корабля носителя может поддерживать телефонную связь как с российскими подлодками, так и с кораблями, использующими диапазон частот NATO.

Пульт управления комплексом

Согласно последним , в 2017-19 годах военно-морской флот должен будет получить 55 комплектов ГАК семейства МГК-335ЭМ-03 «Кряква» в разных конфигурациях, предназначенных для монтажа на носителях различных классов. Большую часть этой аппаратуры планируется установить на станциях гидроакустической разведки, тогда как прочие комплексы будут использоваться подводными лодками и самолетами. Точные сведения о будущих носителях заказываемых комплексов, по понятным причинам, на данный момент отсутствуют. Пока остается только строить прогнозы и пытаться предугадать, какая именно техника будет оснащаться такой аппаратурой.

В случае с противолодочной авиацией возможными носителями комплексов нового типа могут считаться самолеты Ил-38 и Ту-142 последних модификаций. Сейчас эта техника проходит ремонт и модернизацию, в ходе которых получает различное новое оборудование. В очередном проекте обновления техники могут использоваться и новейшие гидроакустические системы.

Будут закуплены 16 комплексов в конфигурации для подводных лодок. Вероятно, эта аппаратура будет применяться при будущем ремонте существующих кораблей сравнительно старых проектов. Учитывая возраст и оснащение состоящих на вооружении подводных лодок, можно предполагать, что потенциальными носителями систем «Кряква» могут стать любые отечественные атомные и дизель-электрические субмарины всех существующих проектов. Далеко не все корабли российских подводных сил оснащены современными средствами наблюдения за подводной обстановкой, из-за чего нуждаются в новых подобных изделиях. По мере прохождения ремонта они смогут получать новые приборы с повышенными характеристиками.

Любопытно, что в условиях текущего тендера отсутствует пункт о закупке гидроакустических комплексов, предназначенных для монтажа на надводных кораблях. Изделие МГК-335ЭМ-03 изначально разрабатывалось именно в качестве корабельного средства наблюдения и только потом получило развитие, в результате которого смогло устанавливаться на иные носители. По неким не совсем понятным причинам в ближайших планах военного ведомства закупка корабельных ГАК «Кряква» отсутствует.

Схема корабельного комплекса МГК-335ЭМ-05 с дополнительной опускной антенной

Как сообщают отечественные средства массовой информации, уже известно, куда отправятся закупаемые гидроакустические комплексы. Полученную продукцию министерство обороны распределит между несколькими соединениями военно-морского флота и морской авиации, ответственными за осуществление противолодочной обороны. Аппаратура поедет в Кронштадт, Североморск и Новороссийск, а также на некоторые базы Приморского края. Иные подробности будущей эксплуатации перспективных систем пока не сообщаются.

Из имеющихся данных следует, что оснащение подлодок, самолетов и стационарных гидроакустических систем новыми комплексами семейства МГК-335ЭМ-03 «Кряква» будет иметь положительные последствия для всей противолодочной обороны флота в целом. В ходе строительства или модернизации подлодки, самолеты и т.д. получат современную аппаратуру для слежения за подводными объектами, что соответствующим образом скажется на эффективности их работы. Как следствие, заметно вырастут дальности и вероятности обнаружения потенциально опасных объектов.

Кроме основных задач, связанных с обнаружением и сопровождением различных объектов, новые ГАК могут использоваться для опознавания найденных целей, выдачи целеуказания системам управления и т.д. Также предусматривается учебный режим, облегчающий подготовку операторов-гидроакустиков.

По официальным данным, в середине апреля военное ведомство завершит прием заявок на недавно начатый тендер и приступит к выбору поставщика требуемой аппаратуры. Вскоре должен появиться договор на поставку, после чего начнется серийный выпуск ГАК требуемых модификаций. Первые образцы такого оборудования планируется получить уже в текущем году, последние – не позже конца 2019-го. Очевидно, поставки таких изделий будут проводиться одновременно со строительством/модернизацией их носителей. Это означает, что не позже начала следующего десятилетия отечественная противолодочная оборона получит новое оборудование, а вместе с ним и новые возможности. Все это положительным образом скажется на потенциале военно-морского флота в целом.

По материалам сайтов:
http://zakupki.gov.ru/
http://i-mash.ru/
http://oceanpribor.ru/
http://armsdata.net/
http://flot.com/

Принципы построения активных гидроакустических комплексов и систем Тема: Вопросы: 1) Принципы построения активных ГАС 2) Принципы построения ГАС связи и опознавания 3) Принципы построения ГАС миноискания Учебная цель: 1. Изучить принципы построения активных ГАС 2. Изучить принципы работы по структурным схемам активных ГАС II. Воспитательная цель 1. Активизация познавательной деятельности курсантов. 2. Формирование у курсантов командно-методических навыков (КМН) и навыков воспитательной работы (НВР). 1

Литература: 1. Государственные стандарты СССР и РФ. ГОСТ 2. Единая система конструкторской документации (ЕСКД) 3. Ю. А. Корякин, С. А. Смирнов, Г. В. Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. – СПб. : Наука, 2004. – 410 с. 177 ил. 4. И. В. Соловьев, Г. Н. Корольков, А. А. Бараненко и др. Морская радиоэлектроника: Справочник. – СПб. : Политехника, 2003. – 246 с. : ил. 5. Г. И. Казанцев, Г. Г. Котов, В. Б. Локшин и др. Учебник гидроакустика. – М. : Воен. издат. 1993. 230 с. ил. 2

В зависимости от способа получения гидроакустической информации (по способу использования энергии) гидроакустические системы делят на Активные гидроакустические системы а) Пассивные гидроакустические системы Активная гидроакустическая система (средство) – устройство, которое формирует и излучает гидроакустические сигналы в водной среде и на границах ее раздела, принимает отраженные или излученные сигналы от подводных и надводных объектов. Равнозначные термины активной гидроакустической системы – активная гидролокации, эхопеленгование, эхо-локация или просто гидролокация).

Активная гидролокация – способ обнаружения и определения свойств подводных объектов, основанный на излучении гидроакустических сигналов в водную среду, а также приеме и обработке эхо-сигналов, которые возникают в результате отражения (или рассеяния) акустических волн от подводных объектов. Гидроакустические средства (системы), обеспечивающие активную гидролокацию, называются гидролокаторами, гидролокационными станциями (ГЛС), или трактами гидролокации (ГЛ), трактами эхопеленгования (ЭП) и измерения дистанции (ИД) для ГАК. Обычно под ГЛС понимают системы, предназначенные для обнаружения и измерения дистанции до ПЛ и других важных подводных объектов

Схема, отражающая принцип обнаружения и определения дистанции до цели Приём отраженного г/а сигнала Излучение г/а сигнала Д=сt/2 Отражение г/а сигнала

г Передающий тракт (Генераторное устройство) а д Импульс запуска Системы отображения информации Системы синхронизации Импульс запуска б в Система электропитания а б в г д е Устройство формирования характеристики направленности антенны Приёмный тракт (Приёмное устройство) е Дистанция Д = (с·t)/2 Приём Излучение Акустическая антенна

Акустическая антенна (АА) предназначена для преобразования электрической энергии в акустическую и обратно. Входные устройства служат для предварительного усиления принятых сигналов, а также для коммутации акустической антенны с генераторным и приемным устройствами. Генераторное устройство формирует импульсы излучения с заданными параметрами. Приемные каналы тракта обнаружения решают задачи обнаружения подводных объектов и грубого определения их координат. Каналы уточнения координат предназначены для точного определения координат подводных объектов с последующей выдачей их в системы управления оружием.

Системы полуавтоматического сопровождения целей позволяют осуществлять сопровождение целей в полуавтоматическом режиме с автоматическим съемом текущих координат. Канал прослушивания дает возможность прослушивать принятые сигналы на слух для классификации гидроакустического контакта с целью. Система индикации является выходным устройством и необходима для наглядного отображения полученной информации и съема данных о цели. Система управления и синхронизации является связующим звеном между всеми устройствами и системами ГЛС.

Встроенное учебно-тренировочное устройство (ВУТУ) предназначено для отработки операторских навыков по имитируемой цели, а также умения по управлению ГЛС в различных режимах. Встроенная система автоматического контроля (ВСАК) позволяет контролировать основные технические параметры ГЛС, выявлять ее неисправности. ГЛС включаются в работу путем подачи питающих напряжений на все устройства, для этого в станции имеется распределительный щит, на который выведены органы управления системой электропитания

По способу обзора акватории кругового обзора (КО) 360 секторного обзора (СО) 25 0 шагового обзора (ШО) 0 360 секторношагового обзора (СШО) 0 120 А АА А 0 А А 120 0 120 А А 120 0 0

Рис. 4. Вид индикатора со спиральной разверткой Рис. 9. Вид отметок от целей на индикаторе со строчной разверткой Рис. 5. Вид индикатора со строчной разверткой Рис. 10. Вид индикатора со шкалами пеленга и дистанции

где r – расстояние от антенны ГАС до цели; Wа – акустическая мощность излучения, Вт; kи = kизл – коэффициент осевой концентрации антенны в режиме излучения. Rэ = Rсф - эквивалентным радиусом цели или радиус эквивалентной сферы β – коэффициент пространственного затухания, д. Б/км. В терминах давления Ргас на расстоянии 1 метр от антенны выражение можно записать как: (1)

Определим уровень эхо-сигнала от цели относительно нулевого уровня Р 0, воспользовавшись соотношением (1) и прологарифмируем его десятичным алгоритмом: Введем обозначения: - уровень эхосигнала в точке расположения антенны ГАС, в д. Б; - уровень излучения, в д. Б; - это величина, выраженная в д. Б и характеризующая отражательную способность объекта.

ПР – стандартные потери при распространении, в д. Б, учитывающие ослабление сигнала при его распространении от антенны ГАС до цели и обратно с учетом сферического закона распространения. С учетом введенных обозначений выражение примет вид: NГАС = УИ + CЦ – 2 ПР (2) Формула (2) служит для оценки уровня эхо-сигнала от цели в точке приема в однородной безграничной среде без учета помех.

Учитывая обработку полезного сигнала Ргас = Рc и помехи Рп в ГАС, и учитывая коэффициент распознавания δ, можно записать следующее выражение Ргас = Рc = δ Рп Уравнение энергетической дальности режима ГЛ (ЭП): = где k – коэффициент осевой концентрации антенны; Δf – полоса частот (диапазон) приемного тракта ГАС, Гц; f 0 – средняя частота диапазона, к. Гц; β = 0, 036 f 03/2[к. Гц] – коэффициент пространственного затухания, д. Б/км.

ГАС ПО ПН Антенна ГАС УИ ПР СЦ УП Цель ПР Д Уравнение дальности режима ГЛ (ЭП) в символьном виде, можно записать (с учетом знака «-») как: ЭП = -(УИ + СЦ – УП - ПО + ПН) = 2 ПР ЭП = УП (уровень помех) =

ПО (порог обнаружения) = ПН (показатель направленности) = К активным ГАС относятся: - ГАС измерения дистанции - ГАС связи - ГАС опознавания - ГАС миноискания - ГАС обнаружения торпед - ГАС обнаружения подводных пловцов и противодиверсионные ГАС - ГАС освещения ледовой обстановки и обнаружения разводий - Гидроакустические лаги - ГАС бокового обзора

Гидроакустическое вооружение НК состоит из: ØГАК МГК-335 «Платина» - гидроакустический комплекс обнаружения, целеуказания и связи; ØГАК МГК-345 «Бронза» - гидроакустический комплекс обнаружения, целеуказания и связи; ØГАК МГК-355 «Полином» - гидроакустическое комплекс обнаружения ПЛ и выдачи целеуказания противолодочному оружию; ØГАС МГ-332 «Аргунь» , ГАС МГ-332 Т «Аргунь-Т» - гидроакустическая станция обнаружения и целеуказания для противолодочных кораблей; ØГАС МГ-329 «Ока» , ГАС МГ-329 М «Ока-М» - опускаемая гидроакустическая станция; ØГАС МГ-339 «Шелонь» или ГАС МГ-339 Т «Шелонь-Т» - Гидроакустическая станция обнаружения, определения координат, связи и опознавания;

ØГАС МГ-79 или ГАС МГ-89 «Серна» - гидроакустическая станция обнаружения якорных и донных мин; ØГАС МГ-7 «Браслет» и ГАС МГ-737 «Амулет-3» - гидроакустическая станция обнаружения подводных диверсионных сил и средств; ØГАС МГ-26 «Хоста» или ГАС МГ-45 «Нарды» - аппаратура гидроакустической связи и опознавания. ØГАС КМГ-12 «Кассандра» - аппаратура классификации целей для гидроакустических станций надводных кораблей при их работе в активном режиме. ØГАС МГ-409 С – система пассивного обнаружения гидроакустических буёв. ØГАС «Алтын» - аппаратура измерения вертикального распределения скорости звука в воде с надводного корабля; ØГАС МИ-110 КМ – аппаратура обнаружения кильватерного следа апл.

Рис. 1. Ракетный крейсер проекта 1164 На вооружении проекта 1164 гидроакустическое вооружение: q ГАК МГК-335 «Платина» ; q ГАС МГ-7 «Браслет» - 2 комплекта; q ГАС МГ-737 «Амулет-3» ; q ГАС КМГ-12 «Кассандра» . находится следующее

Рис. 2. Большой противолодочный корабль проекта 1155 (1155. 1) На вооружении проекта 1155 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАК МГК-335 «Платина» ; ГАС МГ-7 «Браслет» - 2 комплекта; ГАС «Алтын» ; ГАС МИ-110 КМ. На вооружении проекта 1155. 1 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАК МГК-355 «Полином» ; ГАС МГ-7 «Браслет» - 2 комплекта; ГАС «Алтын» ; ГАС МИ-110 КМ.

Рис. 3. Корабль проекта 956. Класс: ракетно-артиллерийский корабль, подкласс: эскадренный миноносец. 1 ранга На вооружении проекта 956 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАК МГК-355 «Полином» ; ГАС МГ-7 «Браслет» - 2 комплекта; ГАС КМГ-12 «Кассандра» .

Рис. 4. Ракетный катер проекта 1241. 2 На вооружении проекта 1241. 2 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАК МГК-345 «Бронза» ; ГАС МГ-45 «Нарды» ;

Рис. 5. Торпедный катер проекта 1241 На вооружении проекта 1241 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАК МГК-345 «Бронза» ; ГАС МГ-45 «Нарды» ;

Рис. 6. Малый противолодочный корабль проекта 1124 На вооружении проекта 1124 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАС МГ-339 «Шелонь» или ГАС МГ-339 Т «Шелонь-Т» ; Некоторые проекты вооружаются ГАК МГК-335 «Платина» ; ГАС МГ-322 «Аргунь» или ГАС МГ-322 Т «Аргунь-Т» ; ГАС МГ-329 «Ока» или ГАС МГ-329 М «Ока-М» ; ГАС МГ-26 «Хоста» или ГАС МГ-45 «Нарды» ; ГАС КМГ-12 «Кассандра» . ГАС МГ-409 С.

Рис. 7. Базовый тральщик БТЩ проекта 1265 (пр. 260, 270) На вооружении проекта 1265 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАС МГ-79 или ГАС МГ-89 «Серна» ; ГАС «Кабарга» ;

Рис. 8. Большой десантный корабль БДК проекта 775 На вооружении проекта 775 находится следующее гидроакустическое вооружение: ГАС МГ-7 «Браслет» ; ГАС МГ-26 «Хоста» или ГАС МГ-45 «Нарды» .

Гидроакустические станции «Тамир-11» (1953 г.) ГАС для надводных кораблей малого водоизмещения Общее количество приборов – 17 Масса приборов – 1000 кг Главный конструктор ВОВНОБОЙ Б. Н.

Гидроакустические станции «Геркулес» (1957 г.) ГАС для надводных кораблей среднего и большого водоизмещения Общее количество приборов – 30 Масса приборов – 5800 кг Главный конструктор УМИКОВ З. Н.

Гидроакустические станции «Мезень-2» (1963 г.) ГАС обнаружения донных мин Общее количество приборов Масса приборов – 12 – 2100 кг Главный конструктор НИЗЕНКО И. И.

Гидроакустические станции «Кашалот» (1963 г.) ГАС для поиска затонувших судов Общее количество приборов – 22 Масса приборов – 4000 кг (без ЗИП) Главный конструктор ТИМОХОВ Н. А.

Гидроакустические комплексы «Рубин» (1964 г.) ГАК для многоцелевых АПЛ Главный конструктор АЛАДЫШКИН Е. И. Общее количество приборов – 56 Масса приборов – 54747 кг

Гидроакустические станции «Титан-2» (1966 г.) ГАС для больших противолодочных кораблей Общее количество приборов Масса приборов – 37 – 16000 кг Главный конструктор ХАРАТ Г. М.

Гидроакустические станции «Аргунь» (1967 г.) ГАС для малых противолодочных кораблей Общее количество приборов Масса приборов – 30 – 7600 кг с ЗИП Главный конструктор ИВАНЧЕНКО В. П.

Гидроакустические станции «Серна» (1969 г.) ГАС обнаружения якорных и донных мин Общее количество приборов Масса приборов – 20 – 3900 кг Главный конструктор ЛЯШЕНКО Г. Г.

Гидроакустические станции «БУК» (1971 г.) ГАС для научноисследовательских судов Общее количество приборов Масса приборов – 30 – 11 000 кг Главный конструктор КЛИМЕНКО Ж. П.

Гидроакустические комплексы «Платина» (1972 г.) ГАК для надводных кораблей среднего и большого водоизмещения Главный конструктор КЛИМОВИЦКИЙ Л. Д. Количество приборов – 64 Масса приборов – 23 тонны

Гидроакустические комплексы «Полином» (1979 г.) ГАК для НК большого водоизмещения Главный конструктор СОЛОВЬЕВ В. Г. Общее количество приборов – 152 Масса приборов – 72 000

Гидроакустические комплексы «Звезда-М 1» (1986 г.) Цифровой ГАК для НК среднего водоизмещения Главный конструктор Алещенко О. М. Общее количество приборов – 64 Масса приборов – 23000 кг

Гидроакустические комплексы «Кабарга» (1987 г.) ГАС миноискания для морских, базовых и рейдовых тральщиков Общее количество приборов – 42 Масса приборов – 8500 кг Главный конструктор ЛЯШЕНКО Г. Г.

Гидроакустические комплексы «Звезда М 1 -01» (1988 г.) Цифровой ГАК для надводных кораблей малого водоизмещения Главный конструктор Алещенко О. М. Общее количество приборов – 60 Масса приборов – 16500 кг

Гидроакустические комплексы «Звезда-2» (1993 г.) Цифровой ГАК для НК большого водоизмещения Главный конструктор Борисенко Н. Н. Общее количество приборов – 127 Масса приборов – 77742 кг

Перспективные комплексы Корвет проекта 12441, на который предусмотрена установка ГАК “Заря-2”

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА НАВИГАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ УЛЬТРАКОРОТКОБАЗИСНЫМИ СИСТЕМАМИ.

1.1. Постановка задачи разработки гидроакустического навигационного комплекса.

1.1.1. Опыт ИПМТ в разработке дальномерных навигационных систем.

1.1.2. Задачи разработки ГАНС-УКБ.

1.2. Амплитудные методы определения угломерной информации малогабаритными (ультракороткобазисными) антеннами.

1.2.1. Линейная эквидистантная антенна.

1.2.2. Круговая эквидистантная антенна.

1.2.3. Потенциальная точно сть амплитудных пеленгатор ов.

1.3. Об измерении сдвига фаз мезвду двумя тональными сигналами, искаженными шумом.

1.4. Расчетные формулы фазового пеленгования в системах с антеннами простой конфигурации.

1.4.1. Двухэлементный приемник.

1.4.2. Четырехэлементный приемник.

1.4.3. Шестиканальный фазовый пеленгатор.

1.5. Способ пеленгования источника навигационных сигналов с использованием круговых дискретных антенн с большим числом элементов.

1.5.1. Вывод расчетных формул и оценка погрешности УКБ-пеленгатора с круговой базой.

1.5.2. Алгоритмы пеленгования для пеленгатора с круговой базой с учетом изменения угловой ориентации антенны.

1.6. Выводы.

ГЛАВА 2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С УЛЬТРАКОРОТКОЙ БАЗОЙ.

2.1. Решение задачи пеленгования на основе статистических методов обработки.

2.2. Уравнения пеленгования для многоэлементных антенн различной конфигурации.

2.2.1. Линейная многоэлементная антенна.

2.2.2. Антенна с произвольным числом элементов на круговой базе.

2.2.3. Четырехэлементная антенна.

2.2.4. Круговая антенна с дополнительным элементом в центре.

2.2.5. Двухшкальная антенна.

2.2.6. Выводы.

2.3. Особенности обработки много частотного навигационного сигнала.

2.4. Конфигурация антенны и оценка потенциальной точности.

2.4.1. Антенны с полуволновым расстоянием между элементами.

2.4.2. Разреженные антенны.

2.4.3. Выбор сектора обзора на основе фазирования антенны.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ С УЛЬТРАКОРОТКОЙ БАЗОЙ.

3.1. Оценка систематической составляющей погрешности определения пеленга.

3.1.1. Фазовая функция несовершенной многоэлементной приемной антенны.

3.1.2. Разработка оборудования для метрологической аттестации приемных многоэлементных антенн.

3.1.3. Экспериментальные исследования точности антенн в лабораторных условиях.

3.2. Оценки точности широкополосного пеленгатора (исследование характеристик антенны для обработки многочастотного навигационного сигнала).

3.3. Экспериментальные исследования основных характеристик ультракороткобазисной навигационной системы в условиях мелкого моря.

3.3.1. Методика аттестации системы методом сравнения с данными аттестованной навигационной системы (на примере ГАНС-ДБ).

3.3.2. Методика оценки точности угловых измерений по дальномерным данным.

3.3.3. Метод градуировки ультракороткобазисной навигационной системы в натурных условиях с использованием опорного маяка-ответчика.

3.3.4. Метрологическое обоснование градуировки ультракороткобазисной навигационной системы по данным ГАНС ДБ и GPS.

3.4. Оценка метрологических характеристик ГАНС-УКБ в условиях глубокого моря.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ ПОДВОДНОГО АППАРАТА. 146 4.1. Общий подход к оценке основных параметров ГАСС для АНПА.

4.1.1. Общие сведения.

4.1.2. О структуре информационного символа.

4.1.3. О синхронизации.

4.1.4. О выборе импульса для оценки характеристик канала связи.

4.1.5. Обработка блока данных.

4.1.6. Численное моделирование канала связи. 153 4.2.0 разработке широкополосных пьезопреобразователей и антенн для ГАСС.

4.2.1. Широкополосные цилиндрические пьезопреобразователи.

4.2.2. Цилиндрические пьезопреобразователи с управляемыми характеристиками

4.2.3. Широкополосные пьезопреобразователи поршневого типа.

4.2.4. Об электрическом согласовании пьезопреобразователей в широкой полосе частот.

4.2.5. Об энергетической эффективности широкополосных преобразователей.

4.2.6. Характеристики разработанных антенн.

4.3. Многоэлементный приемник сигналов ГАСС с адаптивным управлением ХН по данным пеленгатора навигационной системы.

4.3.1. Обработка данных.

4.3.2. Характеристики антенны УКБ при приеме сигналов системы связи.

4.4. Экспериментальное исследование некогерентной многочастотной системы связи с амплитудной коррекцией передаточной характеристики канала.

4.4.1. Алгоритм обработки многочастотного сигнала.

4.4.2. Структурная схема системы связи.

4.4.3. Экспериментальные исследования элементов системы гидроакустической связи в условиях мелкого моря.

4.5. Выводы.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ДОПЛЕРОВСКОГО ЛАГА В СОСТАВЕ БОРТОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПОДВОДНОГО АППАРАТА.

5.1. Антенны.

5.2. Спектральная обработка коротких импульсных сигналов.

5.3. Структура и схемотехника.

5.4. Натурные исследования характеристик лага в составе АНПА.

5.5. Выводы.

ГЛАВА 6. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НАВИГАЦИИ ПОДВОДНОГО РОБОТА. 207 6.1. Техническая реализация гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой.

6.1.1. Структурная схема ГАНС-УКБ.

6.1.2. Особенности построения аппаратных средств.

6.1.3. Приемная антенна навигационной системы.

6.1.4. Обработка данных.

6.1.5. Интерфейс пользователя.

6.1.6. Программное обеспечение.

6.1.7. Натурные испытания и практическая эксплуатация ГАНС-УКБ.

6.2. Технические характеристики комплекта аппаратуры ГАСС.

6.2.1. Основные характеристики.

6.2.2. Принцип работы.

6.2.3. Структурная схема приемника.

6.2.4. Структура сигнала ГАСС.

6.2.5. Результаты морских испытаний в глубоком море.

6.3. Гидроакустический навигационный комплекс.

6.3.1. Состав и назначение судового навигационного комплекса.

6.3.2. Технические предложения на разработку комбинированной системы навигации и управления.

6.4. Комплексные испытания гидроакустических средств навигации и опыт их применения при проведении реальных работ.

6.4.1. Комплексные испытания средств навигации.

6.4.2. Опыт практического применения гидроакустических средств навигации при проведении реальных поисковых работ.

Заключение диссертации по теме «Акустика», Матвиенко, Юрий Викторович

Основные результаты работы:

1. Исследованы принципы построения улътракороткобазисных систем и выполнен анализ основных методов определения углового положения источника тональных и широкополосных навигационных сигналов при обработке информации малогабаритных приемных антенн.

Получены расчетные выражения и исследованы пеленгационные характеристики амплитудных пеленгаторов с суммарной и разностной обработкой данных.

Отмечена низкая потенциальная точность систем простейшей конфигурации, содержащих одну, две или три пары ортогональных приемников при фазовых методах обработки данных и отмечена необходимость усложнения систем для увеличения точности.

Предложен и обоснован способ пеленгования источника тональных сигналов, основанный на применении антенн с большим числом приемников плотно размещенных на круговой базе с определением кумулятивной фазы, погрешность которых потенциально может быть снижена до 0,1градуса.

Получены расчетные формулы и на примере круговых антенн с большим числом элементов показана связь данных датчиков курса, крена и дифферента и их ошибок на величину измеряемых навигационных параметров и их погрешности.

На основе метода максимального правдоподобия решена задача статистической обработки навигационных данных при применении дискретных антенн произвольной конфигурации. При этом оценка искомых параметров определяется путем совместной обработки всех пар каналов, взятых с различными весами. Весовые коэффициенты содержат как геометрическую составляющую, равную производной фазовой функции по измеряемому параметру, так и энергетическую, равную действующему в канале отношению сигнал/шум по энергии.

Выведены расчетные соотношения для определения пеленга и погрешности пеленгования для ряда наиболее распространенных антенных конфигураций: линейных, круговых, комбинированных.

Разработан фазовый пеленгатор, основанный на применении круговых антенн большого волнового размера с ограниченным числом элементов.

Обоснована технология уменьшения числа каналов обработки с сохранением углового разрешения путем разделения процедуры пеленгования на два этапа: грубого пеленгования для определения сектора обзора и точного решения уравнения пеленга при заданном начальном приближении.

Обоснована возможность разрешения фазовых неоднозначностей возникающих при работе разреженных антенн методами амплитудного пеленгования.

Теоретически обосновано достижение углового разрешения 0,1-0,2 градуса при числе каналов 6-8 и волновом размере антенны 3-5 длин волн навигационной частоты.

Получены соотношения для расчета пеленга малогабаритной дискретной антенной, время распространения акустического сигнала на апертуре которой сравнимо с периодом средней частоты принимаемого спектра.

2.Выполнены исследования методов оценки точности ГАНС УКБ и разработаны методики измерения их характеристик в лабораторных и натурных условиях.

Для описания дискретной многоэлементной антенны предложена векторная функция, каждая компонента которой описывает для выделенного элемента антенны зависимость фазы принимаемого акустического сигнала от направления его прихода. Точное (экспериментальное) определение функции обязательно при решении задачи пеленгования навигационного объекта.

Разработан стенд для аттестации многоэлементных антенн, который установлен в специализированном гидроакустическом бассейне и включает источник регулируемых сигналов и приемную систему с прецизионной поворотной платформой и многоканальной аппаратурой фазовых измерений для сигналов типа радиоимпульсов.

Разработана технология аттестации антенн, которая состоит в экспериментальном измерении фазовой функции антенны, определении аналитических функций, аппроксимирующих полученные данные и использование их при решении уравнений пеленгования, с табуляцией разности получаемой оценки пеленга и его истинного (установочного) значения в виде оценки систематической составляющей погрешности.

Разработаны и исследованы многоэлементные приемные антенны для действующих образцов систем, которые обеспечивают величину систематической погрешности около 0,5градуса.

Проведен сравнительный анализ работы ГАНС ДБ и УКБ в условиях мелкого моря с фиксированной установкой приемной антенны УКБ.

Проанализирован метод оценки относительных угловых измерений на основе обработки дальномерных данных.

Обоснован метод аттестации УКБ системы в мелком море с использованием опорного маяка-ответчика на основе обработки дальномерных данных. Показано, что при относительной ошибке измерения дальности несколько десятых процента, ошибка расчетного значения пеленга для АНПА, совершающего движение вокруг УКБ - антенны и маяка по замкнутой траектории, не превышает одного градуса.

Проведен анализ и определены точностные характеристики УКБ системы по результатам работы в условиях глубокого моря. В качестве опорных данных использовались данные ГАНС ДБ, данные бортовой системы навигации и датчика глубины, дальномерные данные. Показана целесообразность анализа дифференциальной изменчивости дальномерных данных для идентификации отдельных фрагментов траектории движения АНПА и возможность обоснованного осреднения угловых данных при траекторией обработке. В результате анализа обоснован вывод о ошибке угловых измерений около 0,5град.

Обоснована и экспериментально проверена методика устранения фазовых неоднозначностей, возникающих при увеличении размера измерительной базы путем статистической обработки многочастотных сигналов.

Разработана и экспериментально исследована многоэлементная приемная антенна и аппаратура излучения (приема) сложных сигналов, выполнены оценки погрешности системы, которые составляют десятые доли град.

3. Исследованы методы и разработаны средства высокоскоростной системы передачи информации по гидроакустическому каналу с борта АНПА на обеспечивающее судно.

Выполнены исследования методов построения широкополосных пьезопреобразователей и разработаны специализированные цилиндрические и стержневые преобразователи со специальными характеристиками направленности, предназначенные для работы в аппаратуре системы связи: предложен высокоэффективный цилиндрический преобразователь с полосой пропускания до трех октав с использованием тонких согласующих слоев рупорной конфигурации, ХН которых соответствует требованиям для работы в мелком море; предложен много резонансный преобразователь для излучения и приема многочастотных сигналов, выполненный в виде набора соосных пьезоцилиндров; предложены поршневые пьезопреобразователи с ХН одностороннего типа для работы в условиях вертикального канала распространения сигнала.

Проанализирована структура системы передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптацией схемы обработки по блоку данных конечной длины. Передаче информационного блока предшествует процедура настройки параметров приемника, временной размер блока определяется текущим состоянием канала связи. Методами численного моделирования проанализированы особенности выбора связных сигналов и показана целесообразность применения сигнала комбинированной фазовой и частотной манипуляцией.

Предложена методика оценки импульсной характеристики канала связи и уточнения момента синхронизации путем передачи и обработки серии импульсов чередующейся фазы.

Предложена и обоснована схема приема сигналов системы связи многоэлементной навигационной антенной с реализацией пространственной фильтрации прямого луча в условиях многолучевого распространения на основании данных об угловом положении источника сигналов и помех, получаемых при работе ГАНС УКБ.

Выполнены исследования и обоснована возможность передачи информации в многочастотном канале связи с предварительным выравниванием сквозной амплитудной частотной характеристики канала и выбором текущего сообщения на основе сравнительного анализа энергии в каждом частотном канале. Экспериментальные исследования такой системы обработки в условиях очень мелкого моря подтвердили возможность применения аппаратуры для передачи графических изображений со скоростью около 3000бит/с при малой вероятности ошибок.

4. Для бортовой навигации подводного робота разработан и интегрирован в состав комплекса доплеровский лаг.

Выполнены исследования и разработаны специализированные антенны лага с высокой эхо-чувствительностью, полученной за счет оптимального акусто-механического согласования пьезопреобразователей антенны с рабочей средой.

Для увеличения быстродействия лага предложен и реализован метод спектральной обработки коротких импульсных сигналов, обеспечивающий высокое частотное разрешение за счет формирования длинных квазикогерентных реализаций отраженных сигналов. Метод позволяет определять компоненты скорости с минимальной дисперсией за одну секунду.

Разработан и используется в составе АНПА экспериментальный образец доплеровского лага

Разработана методика градуировки лага в натурных условиях путем вычисления скорости АНПА по дальномерным данным ГАНС.

5. Разработан, испытан и опробован в реальных операциях гидроакустический навигационный комплекс, обеспечивающий формирование навигационно информационной картины хода выполнения миссии на борту обеспечивающего судна и АНПА, состоящий из гидроакустических средств навигации, передачи информации и измерения абсолютной скорости.

Разработана, испытана в мелком и глубоком море и интегрирована в состав навигационного комплекса ГАНС УКБ, которая включает: синхронизированный источник навигационного сигнала на объекте, судовой обрабатывающий комплекс с приемной антенной на кабель-тросе, приемник GPS. Система имеет следующие характеристики: дальность действия - 6-10 км; погрешность измерения пеленга - менее 1 град; погрешность измерения дальности - 0,5%. Экспериментально подтверждена возможность работы системы в режиме контроля местоположения АНПА, совершающего длительный переход вдоль протяженного объекта с движением обеспечивающего судна и буксировкой приемной антенны со скоростью до 5 узлов.

Разработана, испытана и используется в составе привязного аппарата высокочастотная система УКБ навигации с размещением источника на борту судна, а приемника - на аппарате.

Разработана и испытана в составе гидроакустических средств навигационно-информационной поддержки АНПА аппаратура передачи информации для оперативного контроля состояния обзорно-поисковых работ в условиях глубокого моря и вертикального канала связи. Аппаратура обеспечивает передачу данных со скоростью 4000бит/с, при вероятности ошибок около одного процента, что обеспечивает передачу кадров ТВ изображения за 45с.

Разработан, испытан и интегрирован в состав бортовой навигационной системы доплеровский лаг, обеспечивающий измерение вектора абсолютной скорости АНПА в диапазоне скоростей 0-2м/с с погрешностью 1-2см/с.

Предложена технология применения навигационного комплекса:

ГАНС ДБ - для многократных запусков АНПА в выделенных районах с поиском по площадям при повышенных требованиях по точности.

ГАНС УКБ в случае необходимости длительных переходов при отслеживании протяженных объектов или движущихся целей, в случае экстренных запусков АНПА, в случае скрытных запусков. <

ДЛ с расчетом траекторий по счислению - при выходе АНПА в заданную точку, при дообследовании с использованием ТВ систем.

Продемонстрирована успешная работа комплекса в составе АНПА при выполнении реальных поисковых работ в Океане.

Благодарности.

В заключение хочу выразить глубокую признательность всем сотрудникам ИПМТ, кто принимал участие в разработке и испытаниях гидроакустических систем подводных аппаратов. Особая благодарность академику Агееву М.Д., заведующим отделами Касаткину Б. А. и Рылову Н.И.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Матвиенко, Юрий Викторович, 2004 год

1. Ageev M.D. Modular Autonomous Unmanned Vehicle of 1.TP. - MTS Journal, 1996,Vol. 30, 1, p. 13-20.

2. Автономные необитаемые подводные аппараты. Под общей ред. акад. Агеева М,Д. - Владивосток, Дальнаука, 2000, 272с.

4. R.Babb. AUV Navigation for Underwater Scientific Surveys. Sea Technology, 1990, December, p.25-32.

6. J. Romeo, G. Lester. Navigation Is Key to AUV Missions. Sea Technology,2001, December, p.24-29.

7. Бородин В.И., Смирнов Г.Е., Толстякова H.A., Яковлев Г.В. Гидроакустические навигационные средства. Л., Судостроение, 1983, 262с.

8. Милн П.Х. Гидроакустические системы позиционирования. Л., Судостроение, 1989,316с.

9. Gestone J.A., Cyr R.J., Roesler G:, George E.S. Recent developments in acoustic underwater navigation. Journal of Navigation, 1977, v.30, 2, p.246-280.

10. Болдырев B.C. Методы прецизионного. определения координат при гидрофизических работах в открытом море. Судостроение за рубежом, 1980. №2. с.29-42.

11. Кйслов А. Ф., Постников И.В. Точностные характеристики маяковых систем навигации с длинной акустической базой. Тез. Докл. 2 Всесоюзн. Конф. Исследование и освоение океана, Л., 1978. вып.2, с.95-96.

12. Касаткин Б.А., Кобаидзе В.В. Особенности гидроакустической навигации в шельфовой зоне. В сб. Подводные аппараты и их системы, Из-во ДВНЦ, Владивосток, 1977, с 84-88.

13. Касаткин Б.А., Кобаидзе В.В. Гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система. Патент Р.Ф. G01S 9/60, № 713278, 1978.

14. Смирнов Г.Е., Толстякова Н.А Навигационные системы с гидроакустическими маяками. Судостроение за рубежом. 1980, №9, с.45-54.

15. К. Vestgard, R. Hansen, В. Jalving and H.Pedersen. The HUGIN 3000 Survey AUV -Design and Field Results.- /Underwater Intervention 2001/.

16. T. Martin and G. Pilgrim. Survey Challenges in Deepwater Acoustic USBL Positioning of Towed or Tethered Underwater Vehicles. .- /Underwater Intervention 2001/.

17. Hubert THOMAS, Eric PETIT. From Autonomous Underwater Vehicles (AUV) To Supervised Underwater Vehicles (SUV). Oceans-97.

18. Парамонов A.A., Клюев M.C., Сторожев П.П. Некоторые принципы построения систем гидроакустической навигации с длинной базой. VII Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований» , Москва, 2001, с.244-245.

19. Парамонов А.А.,Афанасьев В.Н. Гидроакустическая навигационная система ГАНС-М. VI Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований» , Москва, 2000, с. 100-112.

20. Агеев М.Д., Блидберг Д.Р., Киселев JI.B., Рылов Н.И., Щербатюк А.Ф. Состояние и перспективы развития подводной робототехники. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2001г, вып.4, с.6-23.

21. Агеев М.Д., Касаткин Б.А., Киселев Л.В., Молоков Ю.Г., Никифоров В.В., Рылов Н.И. Автоматические подводные аппараты. Л., Судостроение, 1981,248 с.

22. J. Manley. Autonomous Underwater Vehicles for Ocean Exploration. 0ceans-2003, p.327-331.

23. Кобаидзе В.В. Скорость распространения гидроакустических сигналов в задаче дальнометрии. Препринт, Владивосток, ТОЙ ДВНЦ АН СССР, 1979, 37с.

24. Кобаидзе В.В. Исследование точности гидроакустической дальнометрии. -Автореферат диссертации к.ф.-м.н. Владивосток, ТОЙ ДВНЦ АН СССР, 1981, 26с.

25. Xavier Lurton, Nicholas W. Millard. The feasibility of a vaiy-long baseline acoustic positioning sistem for AUV. Proceeding of Ocean-94, Brest-France, 1994, vol.3, pp. 403-408.

26. Kasatkin B.A., Kosarev G.V. Feature of development of the APS for very long range AUV. Proceeding of Ocean-95, San-Diego, October, 1995, v. I, p. 175-177.

27. Касаткин Б.А. Гидроакустическая синхронная дальномерная система дальнего действия. Патент Р.Ф. G01S 15/08, № 2084923, 1995.

28. Acoustic Positioning. www. mors.fr.product.

29. Combined Range and Bearing Navigation Sensor. Model NS-031. -www. sonatech.com.product

30. Касаткин Б.А. Гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система. Патент Р.Ф. G01S 15/08, № 2084924, 1995.

31. D. Thomson, S. Elson. New Generation Acoustic Positioning Systems. 0ceans-2002, p.1312-1318.

32. Programmable Generic Transponder and Super Sub-Mini Transponder/Responder ,types 7971/7977/7978,7970/7973 www.sonardyne.co.uk

33. B. Manson. Wide-area positioning with lm accuracy. -International Ocean Systems, Desember 2001, p. 15-19.

34. Касаткин Б.А., Косарев Г.В. Физические основы акустической дальнометрии.-Вестник ДВО Р АНД998,№3.с.41-50.

35. Кобаидзе В.В. Модели ошибок и алгоритмы обработки дальномерной информации в гидроакустических навигационных системах. Препринт, Владивосток, ТОЙ ДВНЦ АН СССР, 1979, 42с.

36. Касаткин Б.А. Инвариантные характеристики звукового поля в слоистом океане. Докл. АН СССР, 1986, 291, №6, с. 1483-1487.

37. M.Deffenbaugh, J.G. Bellingham, Н. Schmidt. The Relationship between Spherical and hyperbolic positioning. Proceeding of Ocean-96,

38. Касаткин Б.А., Косарев Г.В. Анализ точности измерения координат маяков-ответчиков гидроакустической навигационной системы. Морские технологии, вып.1. Владивосток, Дальнаука, 1996, с.60-68.

39. Касаткин Б.А., Косарев Г.В. Использование траверзного метода для определения абсолютных координат маяков-ответчиков. Морские технологии, вып.2. Владивосток, Дальнаука, 1998, с.65-69.

40. J. Opderbecke. At-sea Calibration of a USBL Underwater Vehicle Positining System. -Oceans"2000.

41. Posidonia 6000. Underwater acoustic positioning system. www.ixsea-oceano.com

42. Newsletter. Kongsberg SIMRAD. Issue no.2-2000. www.kongsberg-simrad.com.

43. K. Vestgard, R. Hansen, B.Jalving, O.A. Pedersen. THE HUGIN 3000 SURVEY AUV. DESIGH AND FIELD RESULTS. 0ceans"2001.

44. LXT Low Cost Tracking System. www.ore.com

45. Thomas C. Austin, Roger Stokey, C. von Alt, R. Arthur, R. Goldborough. RATS, A Relative Acoustic Tracking System Developed for Deep Ocean Navigation- Oceans"97.

46. Thomas C. Austin, Roger Stokey. Relative Acoustic Tracking.- Sea Technology, 1998, March, p.21-27.

47. M. Watson, C. Loggins and Y.T. Ochi. A New High Accuracy Super Short Base Line (SSBL) System. Underwater Technology, 1998, p.210-215, Tokyo, Japan.

48. James E. Deveau. Underwater Acoustic Positioning Systems. OCEANS-95, Vol.1, p. 167-174, San Diego,USA.

49. NAUTRONIX. ATS accurate positioning. www.nautronix.com

50. Yin Dongmei, Song Xinjian, Feng haihong. The Key Technology to Implement an Underwater object Tracking and Positioning System. -The 3-d International Workshop Harbin, China, 2002,p.65.

51. Yin Dongmei, Song Xinjian, Feng haihong. Designing an Underwater Acoustic Positining System. The 3-d International Workshop Harbin, China, 2002,p.43.

52. Комляков B.A. Гидроакустические системы с маяками ответчиками для слежения за буксируемыми подводными комплексами. - Судостроение, 1997, №6, с.39-45.

53. Парамонов А.А., Носов А.В., Кузнецов В.Н., Дремучев С.А., Клюев М.С.,i I

54. Сторожев П.П. О повышении точности системы гидроакустической навигации сультракороткой базой. VII Международная конф. по океанологии, М., 2001г., с.80-81.

55. Богородский А.В., Корякин Ю.А., Остроухов А.А., Фомин Ю.П. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. VII Международная конф. по океанологии, М., 2001г., с.266-269.

56. Злобина Н.В., Каменев С.И., Касаткин Б.А. Анализ погрешности гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой. В сб. Подводные роботы и их системы. Вып.5,1992, Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, с.116-123.

57. Касаткин Б.А., Кулинченко С.И., Матвиенко Ю.В., Нургалиев Р.Ф. Исследование характеристик фазового пеленгатора для УКБ-ГАНС.- В сб. Подводные роботы и их системы. Вьш.6,1995, Владивосток, Дальнаука, с.75-83.

58. Касаткин Б.А. Оценка погрешности УКБ-пеленгатора с круговой базой. В сб. Морские технологии. Вып. 1,1996, Владивосток, Дальнаука, с.69-73.

59. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В Способ определения пеленга на источник излучения и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2158430 , Бюл. Изобр.№33, 2000г.

60. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И. , Нургалиев Р.Ф., Рылов Р.Н. Гидроакустическая навигационная система с ультракороткой базой. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2000г, вып.З, с. 102-113.

61. Матвиенко Ю.В. Обработка данных в УКБ-пеленгаторе основанном на несовершенной многоэлементной антенне. VIII Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований» Москва, 2003,ч.1, с.24-25.

62. John G. Proakis. Digital Communications. Publishing House of Electronics Industry, China, Beijing, 2000, 928p.

63. M.Stojanovic. Recent Advances In High-Speed Underwater Acoustic Communications. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.2 l,No.2, 1996, p. 125-136.

64. M.Stojanovic, J.Catipovic, J.Proakis. Phase Coherent Digital Communications for Underwater Acoustic Channels. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol. 19,No. 1, 1994, p.100-111.

65. Stojanovic M., J.A. Catipovic and J.G. Proacis. Reduced Complexity Spatial and Temporal Processing of Underwater Acoustic Communication Signals.- J. Acoust. Soc. Am., 98(2), Pt.l, Aug. 1995, p.961-972.

66. J. Labat. Real Time Underwater Communication. Ocean-94, Brest, France, vol.3, p.501-506.

67. A.G. Bessios, F.M. Caimi. Multipath Compensation for Underwater Acoustic Communication. Ocean-94, Brest, France, vol.1, p.317-322.

68. Lester R. LeBlanc. Spatio-Temporal Processing of Coherent Acoustic Communication Data in Shallow Water. IEEE J. Ocean. Eng. Vol.25, No 1, Jan.,2000,p. 40-51.

69. Lester R. LeBlanc. Adaptive Beamformer For Communication In Shallow Water

70. B. Geller, V. Capellano, J.M. Brossier, A. Essebbar and G. Jourdain. Equalizer for Video Rate Transmission in Multipath Underwater Communication. IEEE J. Ocean. Eng. Vol.21, No 2, Apr., 1996,p. 150-155.

71. Billon D., Quellec B. Performance of High Data Acoustic Underwater Communication Systems Using Adaptive Beamforming and Equalizing. Ocean-94, Brest, France, vol.3, p.507-512.

72. R. Coates. Underwater Acoustic Communication. Sea Technology, 1994, no. 6, p. 41-47.

73. A. Zielinski, Young-Hoon Yoon, Lixue Wu. Performance Analysis of Digital Acoustic Communications in Shallow Water Channel. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.20,No.4, 1995, p.293-299.

74. L. Wu and A. Zielinski. Multipath Rejection Using Narrow Beam Acoustic Link. -Oceans-88, Baltimore, p.287-290.

75. Wang C.H., Zhu Min, Pan Feng, Zhang X.J., Zhu W.Q. MPSK Underwater Acoustic Communication Modem.

76. ATM 870 Series. Acoustic Telemetry Modems. Users Manual. - Datasonics, febrary 1999.

77. K. Scussel, J.Rice, S. Merriam. A New MFSK Acoustic Modem for Operation in Adverse Underwater Channels. Oceans-97, Halifax.

78. J. Catipovic, M. Deffenbaugh, L.Freitag, D. Frye. An Acoustic Telemetry System for Deep Ocean Mooring Data Acquisition and Control. Oceans-89, p. 887-892.

79. F. Caimi, D. Kocak, G. Ritter, M.Schalz. Comparison and Development of Compression Algorithms for AUV Telemetry. Recent advancements.

80. П.И. Пенин, Э.А. Цвелев. О некоторых аппроксимациях, используемых при расчете гидроакустических каналов связи. Дальневосточный акустический сборник, вып. 1, Владивосток, 1975, с. 15-18.

81. П.И. Пенин, Э.А. Цвелев, А.В. Шульгин. Энергетический расчет гидроакустических каналов связи. Дальневосточный акустический сборник, вып. 1, Владивосток, 1975, с. 19-23.

82. Чверткин Е.И. Гидроакустическая телеметрия в океанологии.- Л. 1978. 149с., Изд-во Ленуниверситета.

83. В.П. Коданев, С.П. Пискарев. Методика оптимизации характеристик системы передачи цифровой информации по гидроакустическому каналу в условиях однолучевого приема. Акустический журнал, 1996,том 42, №4,с.573-576.

84. Ю.В. Захаров, В.П. Коданев. Помехоустойчивость адаптивного приема сложных акустических сигналов при наличии отражений от границ океана. Акустический журнал, 1996,том 42, №2,с.212-219.

85. Ю.В. Захаров, В.П. Коданев. Адаптивный прием сигналов в гидроакустическом канале связи с учетом доплеровского рассеяния Акустический журнал, 1995,том 41, №2,с.254-259.

86. Ю.В. Захаров, В.П. Коданев. Экспериментальные исследования акустической системы передачи информации с шумоподобными сигналами. Акустический журнал, 1994,том 40, №5,с.799-808.

87. Волков А.В., Курьянов Б.Ф., Пенкин М.М. Цифровая гидроакустическая связь для океанологических применений. VII Международная конф. по океанологии, М., 2001г., с.182-189.

88. L.R. LeBlanc and Р.Р.J. Beaujean. Spatio-Temporal Processing of Coherent Acoustic Communication Data in Shallow Water. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.25,No. 1, 2000, p.40-51.

89. M. Suzuki, K. Nemoto, T. Tsuchiya, T. Nakarishi. Digital Acoustic Telemetry of Color Video Information. Oceans-89, p.893-896.

90. Р. Роулендс. Ф.Квинн. Пределы скорости передачи информации в гидроакустической телеметрии.- в кн. Подводная акустика, Москва, Мир, 1970, с.478-495.

91. Хребтов А.А. Судовые измерители скорости. JI., Судосроение, 1978, 286с.

92. K.V. Jorgenson, B.L. Grose, F.A. Crandal. DOPPLER SONAR APPLIED TO PRECISION UNDERATER NAVIGATION. OCEAN-93, vol.2, p.469-474.

93. Касаткин Б.А., Злобина H.B., Касаткин С.Б. Анализ характеристик пьезопреобразователя фазированной антенны доплеровского лага. В сб. Морские технологии. Вып. 1,1996, Владивосток, Дальнаука, с.74-83.

94. R. Pinkel, М. Merrefield and J. Smith. Recent Development in Doppler Sonar Technology. . OCEAN-93, vol.1, p.282-286.

95. RDI Workhorse navigator DVL. www.rdinstruments.com.

96. Демидин B.M., Золотарев B.B., Матвиенко Ю.В., Плотский В.Д., Серветников М.И. Гидроакустическая навигационная система. Тез.докл 22 научно-техн. Конф Дальневост. Политех. Инст. Владивосток, 1974.

97. Демидин В.М., Матвиенко Ю.В., Плотский В.Д., Серветников М.И. Навигационная система подводного аппарата «СКАТ». Тез.докл 1 Всесоюзн. Конф. По исследованию и освоению ресурсов Мирового океана.Владивосток, 1976.

98. Дорохин К. А. Представление данных гидроакустической навигационной системы. В сб. Подводные роботы и их системы. Вып.5,1992, Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, с.94-100.

99. Дорохин К. А. Аппаратно-программное обеспечение судового блока гидроакустической навигационной системы. В сб. Подводные роботы и их системы. Вып.5,1992, Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, с. 101-109.

100. Дорохин К.А. Контроллер гидроакустической навигационной системы. В сб. Подводные роботы и их системы. 1990, Владивосток, ИПМТ ДВО АН СССР, с. 102108.

101. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. М., Радио и связь, 1992, с. 134.

102. Матвиенко Ю.В. О точности амплитудных пеленгаторов. -Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2003г, вып.5, с.56-62.

103. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Справочник.-JI., Судостроение, 1984, с. 171.

104. Я.Д. Ширман, В.Н. Манжос. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М., Радио и связь, 1981г., 416с.

105. Дж. Бендат, А. Пирсол. Прикладной анализ случайных данных. Москва, Мир, 1989, 542с.

106. Kenneth S. Miller, Marvin М. Rochwarger. Acovariance Approch to Specrtral moment Estimation. IEEETransactions on Information Theory, Sept. 1972, p.588-596.

107. Weiqing ZHU, Wen XU, Jianyun YU. Error Estimation of Pulse Pair Correlation Differential Phase Estimator of Sonar Array. Oceans-96.

108. Zhu WeiQing, Wang ChangHong, Pan Feng,Zhu Min, Zhang XiangJun. Spectral Estimate in ADSP. Oceans-97.

109. Разработка устройств, приборов и принципов построения гидроакустических систем подводного аппарата. -//Отчет по ОКР «Маяк-ИПМТ»//, Научн. Рук. Матвиенко Ю.В.Владивосток, ГФЦ НПО Дальстандарт,1992г,190с.

110. Матвиенко Ю.В., Рылов Р.Н., Рылов Н.И. Разработка приемной антенны фазового батиметрического гидролокатора бокового обзора. VII Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований», Москва,2001, с.

111. Разработка и создание автономного необитаемого подводного аппарата с повышенной дальностью хода и автономностью.//Научн. Рук. Академик Агеев М.Д., отв. Исполнитель Матвиенко Ю.В.,Владивосток,ИПМТ ДВО РАН, 2001г., № Гос.рег. 01.960.010861.

112. Специальные отчеты по ОКР «К -1Р» //Главный конструктор академик Агеев М.Д, зам.гл. констр. Матвиенко Ю.В. Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, 1998-2003г.

113. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике.- Москва, Наука, 1970г, 720с.

114. Матвиенко Ю.В. Статистическая обработка информации гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой. В сб. Морские технологии. Вып.2,1998, Владивосток, Дальнаука, с.70-80.

115. Рылов Н.И. Об определении навигационных параметров в УКБ ГАНС по данным многоэлементной антенны. В сб. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2003г, вып.5, с.46-55.

116. A. Steele, С. Byrne, J. Riley, М. Swift. Performance Comparison of High Resolution Bearing Estimation Algorithms Using Simulated and Sea Test Data. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.l8,No.4, 1993, p.438-446.

117. P. Kraeuther , J. Bird. Principal Components Array Processing for Swath Acoustic Mapping. Oceans-97.

118. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов. Под ред. С. Гуна, X. Уайтхауса. Т. Кайлата., Москва, Радио и связь, 1989, 472с.

119. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М. Мир., 1990, 584с.

120. A. Steele, C.Byrne. High Resolution Array Processing Using Implicit eigenvector Weighting Techniques. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol. 15,No. 1, 1990, p.8-13.

121. R. Roy and T. Kailath. ESPRIT- Estimation Of Signal Parameters Via rotational Invariance techniques. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, Vol.37,No.7, 1989, p.984-994.

122. Gao Hogze, Xu Xinsheg. Researching on phase Detection method of Multi-beam Swath Bathymetry System. IWAET-99, Harbin, China, 1999, p. 198-203.

123. Кинкулькин И.Е., Рубцов В.Д., Фабрик М.А. Фазовый метод определения координат. М., 1979г,. 280с.

124. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И., Рылов Р.Н., Пеленгатор широкополосных навигационных сигналов. В сб. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2000г, вып.З, с. 114-120.

125. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И., Нургалиев Р.Ф., Рылов Р.Н., Касаткин Б.А. Пеленгатор гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой. Патент РФ №2179730, Бюл. Изобр.№5, 2002г.

126. В. Douglas and R. Pietsch. Optimal Beamforming Techniques for Imperfectly Calibrated Arrays. Proceeding of Ocean-96,

127. М.Д. Агеев, А.А. Борейко, Ю.В. Ваулин, B.E. Горнак, B.B. Золотарев, Ю.В. Матвиенко, А.Ф. Щербатюк Модернизированный TSL подводный аппарат для работы на шельфе и в тоннелях. - В сб. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 2000г, вып.З, с.23-38.

128. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И. О выборе структуры и характеристик аппаратуры гидроакустического канала связи подводного аппарата. -В сб. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 1996г, вып.1, с.84-94.

129. Матвиенко Ю. В. Оценка основных параметров гидроакустической системы связи для подводного аппарата. В сб. Морские технологии. Вып.4,2001, Владивосток, Дальнаука, с.53-64.

130. Прогнозные исследования по созданию унифицированного ряда управляемых автономных аппаратов в интересах повышения эффективности систем освещения подводной обстановки, навигации, противолодочной и противоминной борьбы

131. ВМФ. //Отчет по НИР «Центурион-ДВО»//, Научн. Рук. Академик Агеев М.Д., отв. Исполнитель Матвиенко Ю.В.,Владивосток, ИПМТ ДВО РАН, 1996г

132. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича., Москва, Советское радио, 1978, 608с.

133. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. К оценке широкополосности низкочастотных цилиндрических пьезопреобразователей. Акустический журнал, 1983,том 29, №1,с.60-63.

134. Балабаев С.М., Ивина Н.Ф. Компьютерное моделирование колебаний и излучений тел конечных размеров. Владивосток, Дальнаука, 1996, 214 с.

135. Пьезокерамические преобразователи. Справочник под ред. Пугачева С.И. -Ленинград, Судостроение, 1984, 256с.

136. Матвиенко Ю.В. Разработка и исследование методов описания и построения широкополосных цилиндрических пьезопреобразователей. Автореферат дис. К.ф.-м.н. ДОИ ДВНЦ АН СССР, 1985г., 22с.

137. Матвиенко Ю.В., Ермоленко Ю.Г., Киров И.Б. Особенности разработки антенн среднечастотного диапазона для гидроакустических систем глубоководного аппарата. Тез. Докл. Межвуз.конф. ,Изд ТОВВМУ, Владивосток, 1992, с.78-83.

138. В.А. Kasatkin, Ju.G. Larionov, Matvienko Y.V.Development of deep-water array for subbottom profiler.- Proceeding of Oceans-94, Brest-France, 1994.

139. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Спектр собственных частот цилиндрического пьезопреобразователя. Акустический журнал, 1979,том 25, №6,с.932-935.

140. Касаткин Б.А. , Ермоленко Ю.Г., Матвиенко Ю.В. Многофункциональный пьезопреобразователь для подводных исследований. Сб. Подводные роботы и их системы, ИПМТ ДВО РАН, вып.5,1992г,с. 133-140. "

141. Ермоленко Ю.Г., Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Гидроакустический излучатель. Патент Российской Федерации №2002381, 1993.

142. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Электроакустический преобразователь. -. Авт. Свид. №1094159,Бюл. изобр.,№19,1984.

143. Матвиенко Ю.В, О влиянии структуры внутреннего заполнения на характеристики цилиндрических пьезопреобразователей. В кн.: Использованиесовременных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле., Хабаровск, 1981,ч.2, с. 125-126.

144. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Цилиндрический пьезопреобразователь с инверсией внутреннего излучения В кн.: Использование современных физических методов в неразрушающих исследованиях и контроле., Хабаровск, 1981,ч.2, с.131-132.

145. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Измерительный излучатель звукового диапазона частот. Акустические измерения. Методы и средства. IV сессия Российского Акустического общества, Москва, 1995г., с.4.

146. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Цилиндрический электроакустический преобразователь. Авт. Свид. №1066665, Бюл. изобр.,№2,1984.

147. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Цилиндрический пьезопреобразователь с управляемыми характеристиками. Акустический журнал, 1982,том 28, №5,с.648-652.

148. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Устройство для широкополосного излучения звука. Авт. Свид. №794834, 1982.

149. Анализ и разработка широкополосных гидроакустических антенн на основе пьезокерамических преобразователей. // Отчеты по НИР «Мыслитель -1»//,Научн. Рук. Матвиенко Ю.В.,Владивосток, ГФЦ НПО Дальстандарт, 1983-1985г.

150. Разработка и испытания тракта излучения сигналов специальной формы.

151. Отчеты по составной части НИР «Эвольвента -полоса»//,Научн. Рук. Матвиенко Ю.В.,Владивосток, ГФЦ НПО Дальстандарт, 1988-1990г.

152. Исследование передаточной функции акустического волновода и антенн.

153. Отчеты по НИР «Аквамарин»//, Научн. Рук. Касаткин Б.А, отв. Исполнитель Матвиенко Ю.В., Владивосток, ГФЦ НПО Дальстандарт, 1989г. .94с., № Гос.рег. 01.890.073426

154. Касаткин Б.А., Матвиенко Ю.В. Импульсные характеристики цилиндрических пьезопреобразователей. Тез. Докл Всесоюзн.конф. Мировой океан, Владивосток, 1983г, с. 16.

155. Рылов Н.И. , Матвиенко Ю.В., Рылов Р.Н. Приемная антенна фазового батиметрического гидролокатора бокового обзора. Патент РФ № 2209530, 2003г.

156. Р.А. Монзинго, Т.У. Миллер. Адаптивные антенные решетки. М., Радио и связь, 1986г., 446с.

157. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И. Об одном методе построения приемника ГАСС для очень мелкого моря Сб. Исследование и освоение Мирового Океана, 6 Всерос. Акуст. Конф., Владивосток,1998г., с. 162-163.

158. Matvienko Y.V., Makarov V.N., Kulinchenko S. I. Simple system of hydroacoustic communication in shallow sea for AUV. Shipbuilding and Ocean Engineering, Problems and Perspectives, Vladivostoc, 2001, p. 495-498.

159. Матвиенко Ю.В., Макаров B.H., Кулинченко С.И. Простая система гидроакустической связи в мелком море для АНПА В сб. Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники ВМФ, вып.32, Владивосток, ТОВМИ, 2001. с.268-275.

160. K.V. Jorgenson, B.L. Grose, F.A. Crandal. H. Allegret. A New Generation of Acoustic Profiling Currentmeters. -Oceans-94, vol.1, p.429-434.

161. B.C. Бурдик. Анализ гидроакустических систем. JI.,Судостроение, 1988, 358 с.

162. Т. Lago, P. Eriksson and М. Asman. The Symmiktos Method: A robast and Accurate Estimation Method for Acoustic Doppler Current Estimation. Oceans-93, vol.2, p.381-386.

163. T. Lago, P. Eriksson and M. Asman. Short-time Spectral Estimation of Acoustic Doppler Current Meter Data. Ocean-96.

164. H. Susaki. A Fast Algorithm for High Accuracy frequency Measurement. Application to Ultrasonic Doppler Sonar. 0ceans-2000, p. 116-121.

165. H. Susaki. A Fast Algorithm for High -Accuracy Frequency Measurement. Application to Ultrasonic Doppler Sonar. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.27,No. 1, 2002, p.5-12.

166. Матвиенко Ю.В., Кулинченко С.И., Кузьмин A.B. Квазикогерентное накопление коротких импульсных сигналов для увеличения быстродействия доплеровского лага. В сб. Морские технологии, Владивосток, Дальнаука, 1998г, вып.2, с.81-84.

167. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Кулинченко С.И. ,Кузьмин А.В. Приемный тракт импульсного высокоточного доплеровского лага Патент Российской Федерации №2120131, 1998г.

168. Матвиенко Ю.В., Кузьмин А.В. Малогабаритный доплеровский лаг для АНПА.- Пятая Российская научно-техническая конференция «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии»(НО-2004, г. Санкт-Петербург).

169. Матвиенко Ю.В., Нургалиев Р.Ф., Рылов Н.И. Гидроакустическая система слежения за местоположением автономного подводного аппарата (АНПА).- Акустика Океана, Докл. 9 шк.-сем. Акад. JI.M. Бреховских Москва,2002г., с.347-350.

170. Матвиенко Ю.В., Макаров В.Н., Нургалиев Р.Ф Модуль навигационно-информационной поддержки АНПА. Тез. докл. ,ТОВВМУ, Владивосток, 1998.,

171. Золотарев В.В., Касаткин Б.А., Косарев Г.В., Кулинченко С.И., Матвиенко Ю.В. Гидроакустический комплекс для глубоководного автономного необитаемого подводного аппарата. Сб. трудов X сессии РАО, Москва, 2000г. с.59-62.

172. Агеев М.Д., Касаткин Б.А.,Матвиенко Ю.В., Рылов Р.Н., Рылов Н.И. Гидроакустические средства навигации подводного робота. VIII Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований» , Москва, 2003,ч.2, с.40-41.

173. Агеев М.Д., Ваулин Ю.В., Киселев JI.B.,Матвиенко Ю.В., Рылов Н.И., Щербатюк А.Ф. Системы подводной навигации для АНПА. -VIII Межд. Науч.-техн. конф. «Современные методы и средства океанологических исследований» , Москва, 2003,ч.2, с. 13-22.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

Гидроакустика (от греч. hydor - вода, akusticoc - слуховой) - наука о явлениях, происходящих в водной среде и связанных с распространением, излучением и приемом акустических волн. Она включает вопросы разработки и создания гидроакустических средств, предназначенных для использования в водной среде.

История развития

Гидроакустика - быстро развивающаяся в настоящее время наука, и имеющая, несомненно, большое будущее. Ее появлению предшествовал долгий путь развития теоретической и прикладной акустики. Первые сведения о проявлении интереса человека к распространению звука в воде мы находим в записках известного ученого эпохи Возрождения Леонардо да Винчи :

Первые измерения расстояния посредством звука произвел русский исследователь академик Я. Д. Захаров. 30 июня 1804 г. он совершил полет на воздушном шаре с научной целью и в этом полете воспользовался отражением звука от поверхности земли для определения высоты полета. Находясь в корзине шара, он громко крикнул в рупор, направленный вниз. Через 10 сек пришло отчетливо слышное эхо. Отсюда Захаров заключил, что высота шара над землей равнялась приблизительно 5 х 334 = 1670 м. Этот способ лег в основу радио и гидролокации.

Наряду с разработкой теоретических вопросов в России проводились практические исследования явлений распространения звуков в море. Адмирал С. О. Макаров в 1881 - 1882 гг. предложил использовать для передачи информации о скорости течения под водой прибор, названный флюктометром. Этим было положено начало развитию новой отрасли науки и техники - гидроакустической телеметрии .

Схема гидрофонической станции Балтийского завода обр.1907г.: 1 - водяной насос; 2 - трубопровод; 3 - регулятор давления; 4 - электромагнитный гидравлический затвор (телеграфный клапан); 5 - телеграфный ключ; 6 - гидравлический мембранный излучатель; 7 - борт корабля; 8 - танк с водой; 9 - герметизированный микрофон

В 1890-х гг. на Балтийском судостроительном заводе по инициативе капитана 2 ранга М. Н. Беклемишева начали работы по разработке приборов гидроакустической связи. Первые испытания гидроакустического излучателя для звукоподводной связи проводились в конце XIX в. в опытовом бассейне в Галерной гавани в Петербурге. Излучаемые им колебания хорошо прослушивались за 7 верст на Невском плавучем маяке. В результате исследований в 1905г. создали первый прибор гидроакустической связи, в котором роль передающего устройства играла специальная подводная сирена, управляемая телеграфным ключом, а приемником сигналов служил угольный микрофон, закрепленный изнутри на корпусе корабля. Сигналы регистрировались аппаратом Морзе и на слух. Позднее сирену заменили излучателем мембранного типа. Эффективность прибора, названного гидрофонической станцией, значительно повысилась. Морские испытания новой станции состоялись в марте 1908г. на Черном море, где дальность уверенного приема сигналов превышала 10км.

Первые серийные станции звукоподводной связи конструкции Балтийского завода в 1909-1910 гг. установили на подводных лодках «Карп» , «Пескарь» , «Стерлядь» , «Макрель » и «Окунь » . При установке станций на подводных лодках в целях уменьшения помех приемник располагался в специальном обтекателе, буксируемом за кормой на кабель-тросе. К подобному решению англичане пришли лишь во время Первой мировой войны. Затем эту идею забыли и только в конце 1950-х г г. ее снова стали использовать в разных странах при создании помехоустойчивых гидролокационных корабельных станций.

Толчком к развитию гидроакустики послужила первая мировая война . Во время воины страны Антанты несли большие потери торгового и военного флота из-за действия немецких подводных лодок. Возникла необходимость в поиске средств борьбы с ними. Вскоре они были найдены. Подводную лодку в подводном положении можно услышать по шуму, создаваемому гребными винтами и работающими механизмами. Прибор, обнаруживающий шумящие объекты и определяющий их местонахождение, был назван шумопеленгатор . Французский физик П. Ланжевен в 1915 г. предложил использовать чувствительный приемник из сегнетовой соли для первой шумопеленгаторной станции.

Основы гидроакустики

Особенности распространения акустических волн в воде

Компоненты события появления эхосигнала.

Начало всесторонних и фундаментальных исследований по распространению акустических волн в воде было положено в годы Второй мировой войны, что диктовалось необходимостью решения практических задач военно-морских флотов и в первую очередь подводных лодок. Экспериментальные и теоретические работы были продолжены и в послевоенные годы и обобщены в ряде монографий. В результате этих работ были выявлены и уточнены некоторые особенности распространения акустических волн в воде: поглощение, затухание, отражение и рефракция.

Поглощение энергии акустической волны в морской воде обуславливается двумя процессами: внутренним трением среды и диссоциацией растворенных в ней солей. Первый процесс преобразует энергию акустической волны в тепловую, а второй - преобразуясь в химическую энергию, выводит молекулы из равновесного состояния, и они распадаются на ионы. Этот вид поглощения резко возрастает с увеличением частоты акустического колебания. Наличие в воде взвешенных частиц, микроорганизмов и температурных аномалий приводит также к затуханию акустической волны в воде. Как правило, эти потери невелики, и их включают в общее поглощение, однако иногда, как, например, в случае рассеяния от следа корабля, эти потери могут составить До 90 %. Наличие температурных аномалий приводит к тому, что акустическая волна попадает в зоны акустической тени, где она может претерпеть многократные отражения.

Наличие границ раздела вода - воздух и вода - дно приводит к отражению от них акустической волны, причем, если в первом случае акустическая волна отражается полностью, то во втором случае коэффициент отражения зависит от материала дна: плохо отражает илистое дно, хорошо - песчаное и каменистое. На небольших глубинах из-за многократного отражения акустической волны между дном и поверхностью возникает подводный звуковой канал, в котором акустическая волна может распространяться на большие расстояния. Изменение величины скорости звука на разных глубинах приводит к искривлению звуковых «лучей» - рефракции.

Рефракция звука (искривление пути звукового луча)

Рефракция звука в воде: а - летом; б - зимой; слева - изменение скорости с глубиной.

Скорость распространения звука изменяется с глубиной, причём изменения зависят от времени года и дня, глубины водоёма и ряда других причин. Звуковые лучи, выходящие из источника под некоторым углом к горизонту, изгибаются, причём направление изгиба зависит от распределения скоростей звука в среде: летом, когда верхние слои теплее нижних, лучи изгибаются книзу и в большинстве отражаются от дна, теряя при этом значительную долю своей энергии; зимой, когда нижние слои воды сохраняют свою температуру, между тем как верхние слои охлаждаются, лучи изгибаются кверху и многократно отражаются от поверхности воды, при этом теряется значительно меньше энергии. Поэтому зимой дальность распространения звука больше, чем летом. Вертикальное распределение скорости звука (ВРСЗ) и градиент скорости оказывают определяющее влияние на распространение звука в морской среде. Распределение скорости звука в различных районах Мирового океана различно и меняется во времени. Различают несколько типичных случаев ВРСЗ:

Рассеивание и поглощение звука неоднородностями среды.

Распространение звука в подводном звук. канале: а - изменение скорости звука с глубиной; б - ход лучей в звуковом канале.

На распространение звуков высокой частоты, когда длины волн очень малы, оказывают влияние мелкие неоднородности, обычно имеющиеся в естественных водоёмах: пузырьки газов, микроорганизмы и т. д. Эти неоднородности действуют двояким образом: они поглощают и рассеивают энергию звуковых волн. В результате с повышением частоты звуковых колебаний дальность их распространения сокращается. Особенно сильно этот эффект заметен в поверхностном слое воды, где больше всего неоднородностей.

Рассеивание звука неоднородностями, а также неровностями поверхности воды и дна вызывает явление подводной реверберации , сопровождающей посылку звукового импульса: звуковые волны, отражаясь от совокупности неоднородностей и сливаясь, дают затягивание звукового импульса, продолжающееся после его окончания. Пределы дальности распространения подводных звуков так же ограничиваются собственными шумами моря, имеющими двоякое происхождение: часть шумов возникает от ударов волн на поверхности воды, от морского прибоя, от шума перекатываемой гальки и т. п.; другая часть связана с морской фауной (звуки, производимые гидробионтами: рыбами и др. морскими животными). Этим очень серьёзным аспектом занимается биогидроакустика.

Дальность распространения звуковых волн

Дальность распространения звуковых волн является сложной функцией частоты излучения, которая однозначно связана с длиной волны акустического сигнала. Как известно, высокочастотные акустические сигналы быстро затухают благодаря сильному поглощению водной средой. Низкочастотные сигналы напротив способны распространяться в водной среде на большие расстояния. Так акустический сигнал с частотой 50 Гц способен распространяться в океане на расстояния в тысячи километров, в то время как сигнал с частотой 100 кГц, обычный для гидролокатора бокового обзора, имеет дальность распространения всего 1-2 км. Приблизительные дальности действия современных гидролокаторов с различной частотой акустического сигнала (длиной волны) приведены в таблице:

Области применения.

Гидроакустика получила широкое практическое применение, поскольку ещё не создано эффективной системы передачи электромагнитных волн под водой на сколько-нибудь значительном расстоянии, и звук поэтому является единственным возможным средством связи под водой. Для этих целей пользуются звуковыми частотами от 300 до 10000 гц и ультразвуками от 10000 гц и выше. В качестве излучателей и приёмников в звуковой области используются электродинамические и пьезоэлектрические излучатели и гидрофоны, а в ультразвуковой - пьезоэлектрические и магнитострикционные.

Наиболее существенные применения гидроакустики:

Для решения военных задач;
Морская навигация;
Звукоподводная связь;
Рыбопоисковая разведка;
Океанологические исследования;
Сферы деятельности по освоению богатств дна Мирового океана;
Использование акустики в бассейне (дома или в тренировочном центре по синхронному плаванию)
Тренировка морских животных.

Примечания

Литература и источники информации

ЛИТЕРАТУРА:

В.В. Шулейкин Физика моря . - Москва: «Наука», 1968г.. - 1090 с.
И.А. Румынская Основы гидроакустики . - Москва: «Судостроение», 1979 г.. - 105 с.
Ю.А. Корякин Гидроакустические системы . - СПб: «Наука Санкт-Петербурга и морская мощь России», 2002 г.. - 416 с.