[go: up one dir, main page]

RU2754200C1 - Method for panoramic detection of objects making noise in the sea - Google Patents

Method for panoramic detection of objects making noise in the sea Download PDF

Info

Publication number
RU2754200C1
RU2754200C1 RU2020138065A RU2020138065A RU2754200C1 RU 2754200 C1 RU2754200 C1 RU 2754200C1 RU 2020138065 A RU2020138065 A RU 2020138065A RU 2020138065 A RU2020138065 A RU 2020138065A RU 2754200 C1 RU2754200 C1 RU 2754200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
signal
noise
spatial channels
frequency processing
Prior art date
Application number
RU2020138065A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Александровна Волкова
Александр Давидович Консон
Алиса Александровна Янпольская
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2020138065A priority Critical patent/RU2754200C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754200C1 publication Critical patent/RU2754200C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: hydroacoustics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydroacoustics and is intended for the detection of objects simultaneously observed in the sector survey of noise direction finding. The method is based on the reception of a hydroacoustic noise process by a multi-element antenna with a developed aperture in the horizontal plane and the formation of a set of spatial channels in the viewing sector, in each of which time-frequency processing of the noise process is simultaneously carried out. The results of time-frequency processing of the process in a set of spatial channels are centered and normalized to interference with the measurement of the set of signal-to-noise ratios in spatial channels, after which a decision is made to detect an object in the spatial channels in which the measured signal-to-noise ratio exceeds the threshold. When implementing the method, a set of accumulation times τi is set, where i is an ordinal number from 1 to “x”, each of which is optimal for a specific tangential velocity of the object, “x” time-frequency processing operations of the process with accumulation times τi is simultaneously carried out in each spatial channel, respectively, and based on the results of centering, normalization and comparison of the signal/noise ratio with the threshold, a decision is made on detecting an object with a specific tangential velocity.
EFFECT: increase in the signal-to-noise ratio for all noisy objects simultaneously observed in a sector survey, regardless of the speed of their angular movement.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для обнаружения объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования.The invention relates to the field of hydroacoustics and is intended to detect objects simultaneously observed in a sector survey of noise direction finding.

Задача панорамного обзора пространства в горизонтальной плоскости всегда ставилась разработчиками аппаратуры гидроакустического шумопеленгования [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004].The task of a panoramic view of space in a horizontal plane has always been posed by the developers of hydroacoustic noise direction finding equipment [Koryakin Yu.A., Smirnov SA, Yakovlev GV. Ship sonar technology: state of the art and topical problems. SPb .: Nauka, 2004].

Известны способы обнаружения шумящих в море объектов [Антипов В.А., Величкин С.М., Обчинец О.Г., Пастор А.Ю., Подгайский Ю.П., Янпольская А.А. Патент РФ №2353946 от 27.04.2009. Способ получения информации о шумящих в море объектах. МПК G01S 3/80, Антипов В.А., Величкин С.М., Подгайский Ю.П. Патент РФ №2339050 от 20.11.2008. Способ обнаружения шумящих в море объектов. МПК G01S 3/80, G01S 15/04], в которых осуществляется одновременный секторный (панорамный) обзор шумового пространства в горизонтальной плоскости статическим веером характеристик направленности (ХН), где реализуется совокупность отдельных каналов частотно-временной обработки сигнала на выходе каждого лепестка ХН. Способы позволяют обнаруживать шумящие объекты и определять направление на них. Однако, в случае, если перемещение сигнала между лепестками характеристик направленности в горизонтальной плоскости происходит быстрее, чем выбранный интервал времени накопления, обнаружение объекта может быть затруднено.Known methods of detecting objects noisy in the sea [Antipov VA, Velichkin SM, Obchinets OG, Pastor A.Yu., Podgaysky Yu.P., Yanpolskaya A.A. RF patent No. 2353946 dated 04/27/2009. A method of obtaining information about objects noisy in the sea. MPK G01S 3/80, Antipov V.A., Velichkin S.M., Podgaysky Yu.P. RF patent No. 2339050 dated 20.11.2008. A method for detecting objects noisy in the sea. IPC G01S 3/80, G01S 15/04], in which a simultaneous sector (panoramic) survey of the noise space in the horizontal plane is carried out by a static fan of directivity characteristics (HN), where a set of separate channels of time-frequency signal processing at the output of each HN lobe is realized. The methods allow detecting noisy objects and determining the direction towards them. However, if the movement of the signal between the lobes of the directional characteristics in the horizontal plane is faster than the selected accumulation time interval, object detection may be difficult.

Наиболее близким аналогом по решаемым задачам и выполняемым процедурам к предлагаемому изобретению является способ обнаружения шумящих в море объектов [Антипов В.А., Величкин С.М., Подгайский Ю.П., Янпольская А.А. Патент РФ №2300118 от 27.05.2007. Способ обнаружения шумящих в море объектов. МПК G01S 3/80], который принят за прототип.The closest analogue of the tasks to be solved and the procedures performed to the proposed invention is a method for detecting objects noisy in the sea [Antipov VA, Velichkin SM, Podgaysky Yu.P., Yanpolskaya AA. RF patent No. 2300118 dated 05/27/2007. A method for detecting objects noisy in the sea. IPC G01S 3/80], which was taken as a prototype.

В способе-прототипе выполняются следующие операции:The prototype method performs the following operations:

принимают гидроакустический шумовой сигнал многоэлементной антенной с развитой апертурой в горизонтальной плоскости,receive a hydroacoustic noise signal by a multi-element antenna with a developed aperture in the horizontal plane,

формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтальный веер характеристик направленности), в каждом из которых одновременно осуществляют частотно-временную обработку сигнала, для чего последовательно осуществляют квадратичное детектирование, частотную фильтрацию и накопление процесса во времени,a set of spatial channels is formed in the survey sector (horizontal fan of directional characteristics), in each of which the time-frequency processing of the signal is simultaneously carried out, for which the quadratic detection, frequency filtering and accumulation of the process in time are sequentially carried out,

центрируют и нормируют сигналы к помехе по совокупности результата обработки в пространственных каналах с измерением совокупности отношений сигнал/помеха,centering and normalizing signals to interference according to the totality of the processing result in spatial channels with measuring the totality of signal / noise ratios,

принимают первичное решение об обнаружении сигнала в тех пространственных каналах, в которых измеренное отношение сигнал/помеха превышает первичный порог,make a primary decision on signal detection in those spatial channels in which the measured signal-to-noise ratio exceeds the primary threshold,

осуществляют трассовое сопровождение объекта по углу при переходе обнаруженного сигнала между пространственными каналами,carry out tracing of the object along the angle when the detected signal passes between spatial channels,

осуществляют дополнительное накопление энергии сигнала в процессе сопровождения,carry out additional accumulation of signal energy in the process of tracking,

отбраковывают ложно обнаруженные сигналы и принимают окончательное решение об обнаружении объекта.reject falsely detected signals and make the final decision on object detection.

Недостаток способа-прототипа заключается в использовании при частотно-временной обработке одного фиксированного времени накопления. Чаще всего, при реализации способа используют малое время накопления. Это связано с тем, что в секторе обзора могут существовать объекты, которые обладают большой угловой скоростью. Обычно, это близкие объекты большой шумности. Такие объекты быстро перемещаются в горизонтальной плоскости, постоянно переходя по вееру характеристик направленности из одного лепестка в другой лепесток, задерживаясь в пределах одного пространственного канала непродолжительное время. Поэтому, при частотно-временной обработке, для возможности обнаружения таких объектов, выбирают малое время накопления, согласованное с интервалом времени нахождения объекта в одном пространственном канале.The disadvantage of the prototype method is the use of a time-frequency processing of one fixed accumulation time. Most often, when implementing the method, a short accumulation time is used. This is due to the fact that objects with high angular velocity can exist in the field of view. Usually, these are close objects of high noise. Such objects move rapidly in the horizontal plane, constantly passing along a fan of directivity characteristics from one lobe to another lobe, lingering within one spatial channel for a short time. Therefore, in time-frequency processing, for the possibility of detecting such objects, a short accumulation time is chosen, consistent with the time interval of the object being in one spatial channel.

Однако, в секторе обзора одновременно могут существовать и другие объекты, которые обладают малой угловой скоростью. Обычно, это дальние объекты малой шумности. Такие объекты медленно перемещаются в горизонтальной плоскости, находясь в одном пространственном канале длительное время. Малое время накопления, когда оно выбрано при реализации способа-прототипа, не позволяет достаточно накопить сигнал объекта малой шумности. Это приводит к тому, что некоторые объекты не могут быть обнаружены. Для возможности обнаружения таких объектов в способе прототипе выбирают малый первичный порог обнаружения, а затем осуществляют дополнительное накопление энергии сигнала в процессе сопровождения. Это приводит, с одной стороны, к первичному ложному обнаружению несуществующих объектов, а с другой стороны, к увеличению времени обработки.However, in the field of view, other objects can simultaneously exist that have a low angular velocity. Usually, these are distant objects with low noise. Such objects move slowly in the horizontal plane, being in one spatial channel for a long time. The short accumulation time, when it is chosen when implementing the prototype method, does not allow sufficient accumulation of the signal of an object of low noise. This leads to the fact that some objects cannot be detected. For the possibility of detecting such objects in the prototype method, a small primary detection threshold is selected, and then an additional accumulation of signal energy is carried out during the tracking process. This leads, on the one hand, to the initial false detection of non-existent objects, and on the other hand, to an increase in processing time.

С другой стороны, если при реализации способа-прототипа выбрать большое время накопления, то может быть затруднено обнаружение объектов, которые обладают большой угловой скоростью. Такие объекты, задерживаются в пределах одного пространственного канала непродолжительное время, в результате чего в пространственном канале с большим временем накопления начинает накапливаться не сигнал, а помеха. Это также приводит к тому, что некоторые объекты не могут быть обнаружены.On the other hand, if a long accumulation time is chosen during the implementation of the prototype method, then it may be difficult to detect objects that have a high angular velocity. Such objects are delayed within a single spatial channel for a short time, as a result of which in a spatial channel with a long accumulation time, not a signal, but a noise, begins to accumulate. This also leads to the fact that some objects cannot be detected.

Задачей заявляемого способа является увеличение возможности обнаружения всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, вне зависимости от их угловой скорости.The objective of the proposed method is to increase the possibility of detecting all noisy objects simultaneously observed in the sector survey, regardless of their angular velocity.

Для решения поставленной задачи в способ панорамного обнаружения шумящих в море объектов, в котором принимают гидроакустический шумовой процесс многоэлементной антенной с развитой апертурой в горизонтальной плоскости, формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтальный веер характеристик направленности), в каждом из которых одновременно осуществляют частотно-временную обработку шумового процесса, для чего последовательно осуществляют квадратичное детектирование, частотную фильтрацию и накопление процесса, центрируют и нормируют к помехе результаты частотно-временной обработки процесса в совокупности пространственных каналов с измерением совокупности отношений сигнал/помеха, принимают решение об обнаружении объекта по превышению измеренного отношения сигнал/помеха порогового значения,To solve the set problem in the method of panoramic detection of objects noisy in the sea, in which the hydroacoustic noise process is received by a multi-element antenna with a developed aperture in the horizontal plane, a set of spatial channels in the viewing sector (horizontal fan of directivity characteristics) is formed, in each of which frequency and time processing of the noise process, for which the quadratic detection, frequency filtering and accumulation of the process are sequentially carried out, the results of the time-frequency processing of the process in the set of spatial channels with the measurement of the set of signal-to-noise ratios are centered and normalized to the interference, a decision is made to detect an object when the measured ratio is exceeded signal / interference threshold value,

введены новые признаки, а именно:new features have been introduced, namely:

задают совокупность времен накопления τi=ϕ/Vi, где ϕ=const - угловое расстояние между осями соседних лепестков характеристик направленности, Vi - совокупность тангенциальных скоростей объекта, i - порядковый номер от 1 до n,set the set of accumulation times τ i = ϕ / V i , where ϕ = const is the angular distance between the axes of the adjacent lobes of the directional characteristics, V i is the set of tangential velocities of the object, i is the serial number from 1 to n,

в каждом пространственном канале одновременно осуществляют n частотно-временных обработок процесса с временами накопления τi, соответственно,in each spatial channel simultaneously carry out n frequency-time processing of the process with accumulation times τ i , respectively,

отдельно центрируют и нормируют к помехе результаты каждой из частотно-временных обработок процесса по совокупности пространственных каналов с измерением отдельных совокупностей отношений сигнал/помеха Ri, соответственно,the results of each of the time-frequency processing of the process are separately centered and normalized to the interference by the set of spatial channels with the measurement of individual sets of signal / noise ratios R i , respectively,

решение об обнаружении объекта принимают для тех пространственных каналов, в которых хотя бы одно отношение сигнал/помеха из совокупностей Ri, превышает пороговое значение,the decision on object detection is made for those spatial channels in which at least one signal-to-noise ratio from the sets R i exceeds the threshold value,

считают, что обнаружен объект с тангенциальной скоростью Vi, если отношение сигнал/помеха из совокупности Ri максимально.consider that an object with tangential velocity V i is detected if the signal-to-noise ratio from the set R i is maximum.

Техническим результатом изобретения является увеличение отношения сигнал/помеха для всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, вне зависимости от скорости их углового перемещения, что увеличивает помехоустойчивость при обнаружении. А также дополнительно обеспечивается возможность разделения обнаруженных объектов по их тангенциальной скорости.The technical result of the invention is to increase the signal-to-noise ratio for all noisy objects simultaneously observed in the sector survey, regardless of the speed of their angular movement, which increases the noise immunity during detection. And also the possibility of dividing the detected objects according to their tangential velocity is additionally provided.

Покажем возможность достижения указанного технического результата предложенным способом.Let us show the possibility of achieving the specified technical result by the proposed method.

Известно [Зарайский В.А., Тюрин A.M. Теория гидролокации. Л.: Военно-морская академия. 1975], что способность канала частотно-временной обработки обнаружить слабый сигнал увеличивается при увеличении времени накопления. Это связано с тем, что отношение сигнал/помеха Q на выходе канала увеличивается пропорционально времени накопления:It is known [Zaraisky V.A., Tyurin A.M. Sonar theory. L .: Naval Academy. 1975] that the ability of the time-frequency processing channel to detect a weak signal increases with increasing accumulation time. This is due to the fact that the signal-to-noise ratio Q at the channel output increases in proportion to the accumulation time:

Figure 00000001
Figure 00000001

где q - отношение сигнал/помеха на входе канала обработки, Δf - общая ширина частотной полосы, τ - время накопления.where q is the signal-to-noise ratio at the input of the processing channel, Δ f is the total frequency bandwidth, τ is the accumulation time.

При этом необходимо, чтобы сигнал объекта присутствовал на входе канала втечение всего времени накопления.In this case, it is necessary that the object signal be present at the channel input during the entire accumulation time.

Системы со статическим веером характеристик направленности в качестве отдельных входов каналов частотно-временной обработки имеют совокупность отдельных направлений в горизонтальной плоскости. А шумовой объект, являясь подвижным, перемещается в горизонтальной плоскости между разными входами частотно-временной обработки. Время t, втечение которого подвижный объект находится на входе одного фиксированного пространственного канала (входа одной частотно-временной обработки) зависит от угловой (тангенциальной) скорости объекта V и углового расстояния между осями соседних лепестков характеристик направленности ϕ:Systems with a static fan of directivity characteristics as separate inputs of time-frequency processing channels have a set of separate directions in the horizontal plane. A noise object, being mobile, moves in the horizontal plane between different inputs of time-frequency processing. The time t, during which the mobile object is at the input of one fixed spatial channel (the input of one time-frequency processing) depends on the angular (tangential) velocity of the object V and the angular distance between the axes of adjacent lobes of the directivity characteristics ϕ:

t=ϕ/Vt = ϕ / V

Выбор времени накопления в канале частотно-временной обработки, близкий к времени нахождения объекта на входе канала, позволит наиболее эффективно использовать способность канала обнаружить слабый сигнал.The choice of the accumulation time in the time-frequency processing channel, close to the time the object is at the channel input, will allow the most effective use of the channel's ability to detect a weak signal.

В связи с тем, что тангенциальная скорость объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, может быть разной, целесообразно использовать одновременно несколько каналов обработки с разными временами накопления, каждый из которых будет наиболее эффективен для своего диапазона угловых скоростей объектов. Например, для совокупности диапазонов скоростей [0,V1], [V1,V2], … [Vn-1>Vn] получаем совокупность диапазонов времени, втечение которого такие объекты находятся на входе одного фиксированного пространственного канала [∞,t1], [t1,t2], … [tn-1>tn], где t1=ϕ/Vi, ϕ=const. Тогда, для обеспечения наибольшего значения отношения сигнал/помеха для каждого диапазона скоростей, согласно (1) наиболее эффективно использовать совокупность времен накопления τ1=∞, τ2=t1, … τn=tn-1, для каждого из которых осуществлять свою частотно-временную обработку. В этом случае, в каждом канале частотно-временной обработки будет использовано наибольшее время накопления, возможное для оптимального обнаружения объекта с конкретной угловой скоростью и будет получено максимальное значения отношения сигнал/помеха для такого объекта. Здесь в качестве значения τi необходимо выбирать время, максимально возможное из практических соображений. Это позволит, во-первых, увеличить возможность обнаружения всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, вне зависимости от их угловой скорости, и во-вторых, разделить обнаруженные объекты по их угловой (тангенциальной) скорости.Due to the fact that the tangential velocity of objects simultaneously observed in a sector survey can be different, it is advisable to use simultaneously several processing channels with different accumulation times, each of which will be most effective for its own range of angular velocities of objects. For example, for a set of speed ranges [0, V 1 ], [V 1 , V 2 ],… [V n-1 > V n ], we obtain a set of time ranges, during which such objects are at the input of one fixed spatial channel [∞, t 1 ], [t 1, t 2 ],… [t n-1 > t n ], where t 1 = ϕ / V i , ϕ = const. Then, to ensure the highest value of the signal-to-noise ratio for each speed range, according to (1), it is most efficient to use the set of accumulation times τ 1 = ∞, τ 2 = t 1 , ... τ n = t n-1 , for each of which to carry out its time-frequency processing. In this case, in each channel of time-frequency processing, the maximum accumulation time possible for optimal detection of an object with a specific angular velocity will be used and the maximum value of the signal-to-noise ratio for such an object will be obtained. Here, as the value of τ i, it is necessary to choose the maximum time possible from practical considerations. This will allow, firstly, to increase the possibility of detecting all noisy objects simultaneously observed in the sector survey, regardless of their angular velocity, and secondly, to divide the detected objects according to their angular (tangential) velocity.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображена укрупненная блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг. 2 приведена схема обработки сигнала внутри блоков устройства (фиг. 1).The essence of the invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1 shows an enlarged block diagram of a device that implements the proposed method. FIG. 2 shows a diagram of signal processing inside the blocks of the device (FIG. 1).

Предлагаемый способ технически реализуется аппаратно-программными средствами по структурной схеме, приведенной на фиг. 1, на основе обобщенной структурной схемы типовой гидроакустической системы шумопеленгования [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004]. Структурная схема включает последовательно соединенные блоки: антенна 1, блок 2 системы формирования характеристик направленности (СФХН), блок 3 частотно-временной обработки (ЧВО), блок 4 измерения отношения сигнал/помеха (R), блок 5 пороговый обнаружитель (ПО), блок 6 определения тангенциальной скорости (V).The proposed method is technically implemented by hardware and software according to the block diagram shown in Fig. 1, on the basis of a generalized structural diagram of a typical hydroacoustic system of noise direction finding [Koryakin Yu.A., Smirnov SA, Yakovlev G.V. Ship sonar technology: state of the art and topical problems. SPb .: Nauka, 2004]. The block diagram includes series-connected blocks: antenna 1, block 2 of the directional characteristics formation system (SFHN), block 3 of time-frequency processing (QMO), block 4 for measuring the signal-to-noise ratio (R), block 5 of a threshold detector (PO), block 6 determination of tangential velocity (V).

С помощью аппаратуры (фиг. 1) заявленный способ реализуется следующим образом. Предварительно анализируют диапазон тангенциальных скоростей объектов, для обнаружения которых предназначена реализуемая аппаратура, и угловое расстояние между осями соседних лепестков характеристик направленности. Выбирают количество каналов частотно-временной обработки n и задают совокупность времен накопления τi для каждого канала согласно формуле изобретения. В процессе работы шумовой сигнал объекта, принятый антенной 1, поступает в блок 2 СФХН, где формируется совокупность пространственных каналов обработки в горизонтальной плоскости. На фиг. 2 пространственные каналы обозначены как ПКj, где j=l, m. Шумовой сигнал каждого пространственного канала одновременно поступает в блок 3 ЧВО, в котором для каждого пространственного канала формируется совокупность n каналов частотно-временной обработки. На фиг. 2 приведена схема для двух каналов частотно-временной обработки n=2, которые обозначены как ЧBOj1 (первый канал частотно-временной обработки для nKj) и ЧBOj2 (второй канал частотно-временной обработки для ПКj). В каждом канале частотно-временной обработки одновременно осуществляется квадратичное детектирование, частотная фильтрация и накопление процесса. В первом канале ЧBOj1 осуществляется накопление за время τ1. Во втором канале ЧBOj2 осуществляется накопление за время τ2. Результаты обработки всех пространственных каналов для обоих каналов частотно-временной обработки одновременно поступают в блок 4 R. В блоке 4 центрируют и нормируют к помехе результаты частотно-временной обработки процесса в совокупности пространственных каналов отдельно для двух частотно-временных обработок. В результате образуется две совокупности отношений сигнал помеха: R1 - совокупность отношений сигнал/помеха Qj1, полученная в результате первой частотно-временной обработки ЧBOj1, и R2 - совокупность отношений сигнал/помеха Qj2, полученная в результате второй частотно-временной обработки ЧBOj2. Обе совокупности отношений сигнал/помеха одновременно поступают в блок 5 ПО. В блоке 5 в каждом пространственном канале осуществляется сравнение с порогом двух отношений сигнал/помеха. Если какое-либо из отношений сигнал/помеха превышает порог, то принимается решение об обнаружении объекта в этом пространственном канале. Одновременно обе совокупности отношений сигнал/помеха поступают в блок 6 V, куда одновременно из блока 5 поступает решение об обнаружении объекта. Если Qj1>Qj2, то считают, что обнаруженный объект имеет тангенциальную скорость, соответствующую времени накопления в первом канале частотно-временной обработки. В противном случае, считают, что объект имеет тангенциальную скорость, соответствующую времени накопления во втором канале частотно-временной обработки. Количество каналов частотно-временной обработки может быть два (как показано в схеме фиг. 2) и более. Большее количество каналов позволит осуществить более точную настройку способа для оптимального обнаружения объектов с различными угловыми скоростями.With the help of the equipment (Fig. 1), the claimed method is implemented as follows. A preliminary analysis is made of the range of tangential velocities of objects for which the implemented equipment is intended to detect, and the angular distance between the axes of adjacent lobes of directional characteristics. The number of time-frequency processing channels n is selected and the set of accumulation times τ i is set for each channel according to the claims. In the process of operation, the noise signal of the object, received by the antenna 1, enters the SFHN unit 2, where a set of spatial processing channels is formed in the horizontal plane. FIG. 2 spatial channels are designated as PKj, where j = l, m. The noise signal of each spatial channel is simultaneously fed to the QMO block 3, in which a set of n channels of time-frequency processing is formed for each spatial channel. FIG. 2 shows a diagram for two channels of time-frequency processing n = 2, which are designated as BBOj1 (the first channel of time-frequency processing for nKj) and BOj2 (second channel of time-frequency processing for PCj). In each channel of time-frequency processing, quadratic detection, frequency filtering and process accumulation are carried out simultaneously. In the first channel BOj1, the accumulation is carried out during the time τ 1 . In the second channel BOj2, the accumulation takes place during the time τ 2 . The results of processing all spatial channels for both channels of time-frequency processing are simultaneously fed to block 4 R. In block 4, the results of time-frequency processing of the process in the set of spatial channels are centered and normalized to interference separately for two time-frequency processing. As a result, two sets of signal-to-noise ratios are formed: R 1 is the set of signal-to-noise ratios Qj1, obtained as a result of the first time-frequency processing of QBOj1, and R 2 is the set of signal-to-noise ratios Qj2, obtained as a result of the second time-frequency processing of BOj2. Both sets of signal / noise ratios are simultaneously fed to unit 5 of the software. In block 5, in each spatial channel, a comparison with a threshold of two signal-to-noise ratios is performed. If any of the signal-to-noise ratios exceeds the threshold, then a decision is made to detect an object in this spatial channel. Simultaneously, both sets of signal-to-noise ratios arrive at block 6 V, where at the same time a decision on object detection is received from block 5. If Qj1> Qj2, then it is considered that the detected object has a tangential velocity corresponding to the accumulation time in the first channel of time-frequency processing. Otherwise, the object is considered to have a tangential velocity corresponding to the accumulation time in the second time-frequency processing channel. The number of time-frequency processing channels can be two (as shown in the diagram of Fig. 2) or more. A larger number of channels will allow for more accurate tuning of the method for optimal detection of objects with different angular velocities.

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной. Предложен способ панорамного обнаружения шумящих в море объектов, предназначенный для обнаружения объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования.All of the above allows us to consider the problem of the invention solved. A method is proposed for the panoramic detection of objects noisy in the sea, intended for the detection of objects simultaneously observed in the sector survey of noise direction finding.

Claims (1)

Способ панорамного обнаружения шумящих в море объектов, в котором принимают гидроакустический шумовой процесс многоэлементной антенной с развитой апертурой в горизонтальной плоскости, формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтальный веер характеристик направленности), в каждом из которых одновременно осуществляют частотно-временную обработку шумового процесса, для чего последовательно осуществляют квадратичное детектирование, частотную фильтрацию и накопление процесса, центрируют и нормируют к помехе результаты частотно-временной обработки процесса в совокупности пространственных каналов с измерением совокупности отношений сигнал/помеха, принимают решение об обнаружении объекта по превышению измеренного отношения сигнал/помеха порогового значения, отличающийся тем, что: задают совокупность времен накопления τi=ϕ/Vi, где ϕ=const - угловое расстояние между осями соседних лепестков характеристик направленности, Vi - совокупность тангенциальных скоростей объекта, i - порядковый номер от 1 до n, в каждом пространственном канале одновременно осуществляют n частотно-временных обработок процесса с временами накопления τi, соответственно, отдельно центрируют и нормируют к помехе результаты каждой из частотно-временных обработок процесса по совокупности пространственных каналов с измерением отдельных совокупностей отношений сигнал/помеха Ri, соответственно, решение об обнаружении объекта принимают для тех пространственных каналов, в которых хотя бы одно отношение сигнал/помеха из совокупностей Ri, превышает пороговое значение, считают, что обнаружен объект с тангенциальной скоростью Vi, если отношение сигнал/помеха из совокупности Ri максимально.A method for panoramic detection of objects noisy in the sea, in which a hydroacoustic noise process is received by a multi-element antenna with a developed aperture in the horizontal plane, a set of spatial channels in the viewing sector (horizontal fan of directivity characteristics) is formed, in each of which time-frequency processing of the noise process is simultaneously carried out, for which the quadratic detection, frequency filtering and accumulation of the process are sequentially carried out, the results of the time-frequency processing of the process in the set of spatial channels with the measurement of the set of signal-to-noise ratios are centered and normalized to interference, a decision is made to detect an object when the measured signal-to-noise ratio exceeds the threshold value , characterized in that: set the set of accumulation times τ i = ϕ / V i , where ϕ = const is the angular distance between the axes of adjacent lobes of directional characteristics, V i is the set of tangential velocities th object, i is a serial number from 1 to n, in each spatial channel n time-frequency processings of the process are simultaneously carried out with accumulation times τ i , respectively, the results of each of the time-frequency processings of the process are separately centered and normalized to interference by the set of spatial channels with the measurement of individual sets of signal-to-noise ratios R i , respectively, the decision to detect an object is made for those spatial channels in which at least one signal-to-noise ratio from the sets R i exceeds the threshold value, it is considered that an object with tangential velocity V is detected i , if the signal-to-interference ratio from the set R i is maximum.
RU2020138065A 2020-11-19 2020-11-19 Method for panoramic detection of objects making noise in the sea RU2754200C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138065A RU2754200C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Method for panoramic detection of objects making noise in the sea

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138065A RU2754200C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Method for panoramic detection of objects making noise in the sea

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754200C1 true RU2754200C1 (en) 2021-08-30

Family

ID=77669862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138065A RU2754200C1 (en) 2020-11-19 2020-11-19 Method for panoramic detection of objects making noise in the sea

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754200C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2298203C2 (en) * 2005-05-03 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of noisy objects in the sea
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the sea
CN104765039B (en) * 2015-04-22 2017-06-13 国家深海基地管理中心 The method that passive sonar operating distance is improved using shallow sound field Spatial characteristic
RU2654365C1 (en) * 2017-03-28 2018-05-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2723145C1 (en) * 2019-11-18 2020-06-09 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method and device for detecting noisy objects in the sea with onboard antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2298203C2 (en) * 2005-05-03 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of noisy objects in the sea
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the sea
CN104765039B (en) * 2015-04-22 2017-06-13 国家深海基地管理中心 The method that passive sonar operating distance is improved using shallow sound field Spatial characteristic
RU2654365C1 (en) * 2017-03-28 2018-05-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2723145C1 (en) * 2019-11-18 2020-06-09 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method and device for detecting noisy objects in the sea with onboard antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7330399B2 (en) Sonar system and process
CN108318864B (en) Method and device for eliminating multipath target in radar target detection
CN110837078B (en) Target detection method under array ground wave radar sea clutter background based on correlation characteristics
RU2353946C1 (en) Method to receive information on sound-producing objects in sea
US3346862A (en) Correlation detection systems
RU2711406C1 (en) Method of classification of hydro acoustic signals of marine objects noise emission
RU2466419C1 (en) Method of classifying sonar echo signal
RU2465618C1 (en) Automatic classification system of short-range hydrolocator
RU2754200C1 (en) Method for panoramic detection of objects making noise in the sea
RU2692841C1 (en) Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system
EP2317335B1 (en) Improved beamforming method for analysing signals received by a transducer arrray, and relative detection system
RU2650419C1 (en) Sonar method of classification of underwater objects in a controlled area
RU2723145C1 (en) Method and device for detecting noisy objects in the sea with onboard antenna
RU2624826C1 (en) Method of classification of objects adapted to hydroacoustic conditions
RU2684440C1 (en) Method of obtaining objects detected by several systems
RU2660219C1 (en) Method of classifying sonar echo
RU2110810C1 (en) Method of detection of noisy objects
RU2627977C1 (en) Method of object detection and measurement of its parameters
RU2726293C1 (en) Method of detecting noisy objects in sea
RU2736188C9 (en) Hydroacoustic information displaying method
RU2697937C1 (en) Sonar method of detecting an object and measuring its parameters
RU2421749C1 (en) Direction finder
RU2793779C1 (en) Method for determining parameters of maneuvering of the source of probing signals
RU2776442C1 (en) Target noise signal processing method
RU2674552C1 (en) Sonar method of object detection and measurement of parameters thereof