Активный гидролокатор

Полезная модель относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение количества ложных тревог на выходе гидролокатора.

Уменьшение количества ложных тревог достигается путем обеспечения возможности сравнения измеренного угла прихода эхосигнала от обнаруженного объекта с вычисленным углом прихода сигнала для объекта в случае, если он расположен на дне. Далее, на основе этого сравнения обеспечивается принятия решения о типе объекта - является ли обнаруженный объект донным (т.е. объектом, вызывающим ложную тревогу) по алгоритму: да - нет. При этом глубина дна определяется по электронной базе океанографической информации в точке, соответствующей измеренным гидролокатором величинам дистанции до объекта и пеленга на объект.

Полезная модель относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов.

Известны активные гидролокаторы, содержащие акустические излучающую и приемную антенны, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство, блок синхронизации, устройство формирования характеристик направленности, блок измерения времени задержки эхосигнала от объекта относительно момента излучения зондирующего сигнала, устройство измерения дистанции до объекта, устройство измерения пеленга на объект (Справочник по гидроакустике. А.П.Евтютов, А.Е.Колесников, Е.А.Корепин и др. 2-е изд. - Л.: Судостроение, 1988. с.22-24). При работе таких активных гидролокаторов в мелком море появляется большое количество ложных тревог. Эти ложные тревоги связаны с эхосигналами от сильных локальных отражателей на дне моря - скалы, заметные неровности рельефа дна и т.п.

Известен активный гидролокатор (патент РФ 92201 на полезную модель "Активный гидролокатор", приоритет от 30.12.2008), в котором используется устройство измерения глубины объекта Н_об, уже имеющееся в некоторых гидролокаторах (50 лет ЦНИИ Морфизприбор, СПб, 1999, с.24, с.189-190). Гидролокатор по патенту 92201 для уменьшения уровня ложных тревог дополнен базой данных океанографической информации по глубинам моря, блоком сравнения Н_об и глубины моря Н_м и устройством принятия решения о типе объекта. По результатам этого сравнения принимается решение, является ли обнаруженный объект донным (т.е. объектом, вызывающим ложную тревогу) или нет. Однако во многих активных гидролокаторах глубина объекта не измеряется.

По количеству общих признаков наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является активный гидролокатор (Митько В.Б., Евтютов А.П., Гущин С.Е. Гидроакустические средства связи и наблюдения. - Л.: Судостроение, 1982, с.29, с.121-123), содержащий излучающую и приемную акустические антенны, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство, устройство синхронизации, устройство формирования характеристик направленности, устройство обработки эхосигналов от объекта, устройство измерения дистанции до объекта, устройство измерения пеленга на объект, устройство измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости, блок вертикального разреза скорости звука. В гидролокаторе выход генераторного устройства соединен с излучающей акустической антенной, выход устройства формирования зондирующего сигнала соединен с входом генераторного устройства, первый выход устройства синхронизации соединен с входом устройства формирования зондирующего сигнала, вход устройства формирования характеристик направленности соединен с приемной акустической антенной, а его выход соединен со входом устройства обработки эхосигналов от объекта, первый второй и третий выходы которого соединены с первым входом устройства измерения дистанции до объекта, со входом устройства измерения пеленга на объект и со входом устройства измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости соответственно. Второй выход устройства синхронизации соединен со вторым входом устройства измерения дистанции до объекта.

В данном гидролокаторе также не обеспечивается уменьшение уровня ложных тревог, однако в устройстве-прототипе производится измерение угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение количества ложных тревог на выходе гидролокатора.

Для достижения указанного технического результата в активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство синхронизации, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, также содержащий последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство формирования характеристик направленности и устройство обработки эхосигналов от объекта, также содержащий устройство измерения дистанции до объекта, устройство измерения пеленга на объект, устройство измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм, блок вертикального разреза скорости звука, причем первый, второй и третий выходы устройства обработки эхосигналов от объекта соединены с первым входом устройства измерения дистанции до объекта, со входом устройства измерения пеленга на объект и со входом устройства измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм соответственно, второй выход устройства синхронизации соединен со вторым входом устройства измерения дистанции до объекта, введены новые признаки, а именно: последовательно соединенные база данных океанографической информации по глубинам моря, вычислитель угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта на дне _расч, блок сравнения углов _изм и _расч и устройство принятия решения о типе объекта, при этом первый выход устройства измерения дистанции до объекта соединен с первым входом базы данных океанографической информации по глубинам моря, второй вход которой соединен с выходом устройства измерения пеленга на объект, второй выход устройства измерения дистанции до объекта соединен со вторым входом вычислителя угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта на дне _расч, третий вход которого соединен с блоком вертикального разреза скорости звука по глубине, а выход устройства измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм соединен со вторым входом блока сравнения углов _изм и _расч..

Уменьшение количества ложных тревог достигается путем обеспечения возможности сравнения измеренного угла прихода эхосигнала от обнаруженного объекта с вычисленным углом прихода сигнала для объекта в случае, если он расположен на дне. Далее, на основе этого сравнения обеспечивается принятия решения о типе объекта - является ли обнаруженный объект донным (т.е. объектом, вызывающим ложную тревогу) по алгоритму: да - нет. При этом глубина дна определяется по электронной базе океанографической информации в точке, соответствующей измеренным гидролокатором величинам дистанции до объекта и пеленга на объект.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, где приведена блок-схема предложенного активного гидролокатора.

Активный гидролокатор содержит излучающую 1 и приемную 2 акустические антенны, генераторное устройство 3, устройство 4 формирования зондирующего сигнала, устройство 5 синхронизации, устройство 6 формирования характеристик направленности, устройство 7 обработки эхосигналов от объекта, устройство 8 измерения дистанции до объекта, устройство 9 измерения пеленга на объект, устройство 10 измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм, базу данных 11 океанографической информации по глубинам моря, вычислитель 12 угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта на дне _расч, блок 13 вертикального разреза скорости звука, блок 14 сравнения углов _изм и _расч, устройство 15 принятия решения о типе объекта.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство 4 формирования зондирующего сигнала вырабатывает зондирующие сигналы. Гидролокатор производит излучение зондирующего сигнала с помощью генераторного устройства 3 и излучающей акустической антенны 1. Отраженный от объекта эхосигнал с выхода приемной акустической антенны 2 поступает на устройство 6 формирования характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. С выхода устройства 6 принятый сигнал поступает на устройство 7 обработки эхосигналов от объекта. Устройство синхронизации 5 управляет во времени работой генераторного устройства 3, излучением зондирующего сигнала, а также устройством 8, что позволяет измерять дистанцию до цели. При обнаружении эхосигналов от цели в устройстве 8 производится измерение дистанции до объекта, в устройстве 9 производится измерение пеленга на объект, и в устройстве 10 производится измерение угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости. Далее, по выработанным величинам дистанции до объекта и пеленга на объект в электронной базе данных 11 определяется глубина моря в месте нахождения обнаруженного гидролокатором объекта. В вычислителе 12 производится расчет угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта, находящегося в точке с координатами: измеренная дальность до объекта, измеренный пеленг на объект и глубина дна. При этом используется информация о вертикальном разрезе скорости звука. В устройстве 14 производится сравнения углов _изм и _расч. В устройстве 15 на основе этого сравнения принимается решение о типе объекта - является ли обнаруженный объект донным по алгоритму: да - нет. Если разница величин измеренного и вычисленного углов меньше заданного порога, то решение - донный объект; если разница больше порога, то решение - не донный объект.

Практическое исполнение блоков, входящих в полезную модель, известно из практики гидроакустики. База данных 11 может быть реализована на основе технических решений приведенных в статье Меркушев Н.С., Обухов А.Ю., Глухов Ю.А. Электронные навигационные морские карты и технические средства их отображения // Навигация и гидрография, 2003, 17, С.109-121.

Вычислитель 12 выполняется с использованием средств расчета и построений траекторий звуковых лучей в морской среде, см. например, книгу Комляков В.А. Корабельные средства измерения скорости звука и моделирования акустических полей в океане. - СПб.: Наука, 2003. - с.280-288.

Устройство 14 выполняется с использованием схемы сравнения, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. / Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - c.15.

Устройство 15 может быть реализовано с применением пороговых схем, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. / Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - с.31.

Уменьшение количества ложных тревог при работе гидролокатора достигается путем обеспечения возможности сравнения измеренного угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от обнаруженного объекта с вычисленным, для случая, если объект донный, и выработки с использованием результата этого сравнения решения о типе объекта. При этом глубина места, где обнаружен объект, определяется по электронной базе океанографической информации по глубинам моря в точке, соответствующей измеренным гидролокатором величинам дистанции до объекта и пеленга на объект.

Таким образом, поставленная задача успешно решается.

Активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство синхронизации, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, также содержащий последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство формирования характеристик направленности и устройство обработки эхосигналов от объекта, также содержащий устройство измерения дистанции до объекта, устройство измерения пеленга на объект, устройство измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм, блок вертикального разреза скорости звука, причем первый, второй и третий выходы устройства обработки эхосигналов от объекта соединены с первым входом устройства измерения дистанции до объекта, со входом устройства измерения пеленга на объект и со входом устройства измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм соответственно, второй выход устройства синхронизации соединен со вторым входом устройства измерения дистанции до объекта, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные база данных океанографической информации по глубинам моря, вычислитель угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта на дне _расч, блок сравнения углов _изм и _расч и устройство принятия решения о типе объекта, при этом первый выход устройства измерения дистанции до объекта соединен с первым входом базы данных океанографической информации по глубинам моря, второй вход которой соединен с выходом устройства измерения пеленга на объект, второй выход устройства измерения дистанции до объекта соединен со вторым входом вычислителя угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости от объекта на дне _расч, третий вход которого соединен с блоком вертикального разреза скорости звука по глубине, а выход устройства измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости _изм соединен со вторым входом блока сравнения углов _изм и _расч.