Количественная оценка эффективности адаптивных алгоритмов пространственной обработки при поиске малошумного подводного аппарата в условиях интенсивного судоходства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описана методика и приводятся результаты модельной количественной оценки эффективности решения задачи обнаружения и отслеживания малошумного подводного объекта с применением трех алгоритмов пространственной обработки сигналов на выходе многоэлементной антенны — неадаптивного алгоритма Бартлетта, алгоритма Кейпона, а также алгоритма Кейпона, совмещенного с проекционной процедурой ограничения мощности сигналов сильных локальных источников.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Машошин

АО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор"

Автор, ответственный за переписку.
Email: aimashoshin@mail.ru
Россия, ул. Малая Посадская 30, Санкт-Петербург, 197046

В. С. Мельканович

АО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор"

Email: aimashoshin@mail.ru
Россия, ул. Малая Посадская 30, Санкт-Петербург, 197046

Список литературы

  1. Burg J.P. Maximum Entropy Spectral Analysis // Proc. 37th meeting Soc. Explor. Geophysics. 1967.
  2. Anderson V.C., Rudnick P. Rejection of a coherent arrival at an array // J. Acoust. Soc. Am. 1969. V. 45. № 2.
  3. Capon J. High Resolution Frequency-Wavenumber Spectral Analysis // Proc. IEEE. 1969. V. 57. P. 1408−1418.
  4. Frost O.L. An Algorithm for Linearly Constrained Adaptive Array Processing // Proc. IEEE. 1972. V. 60. № 8. P. 926−935.
  5. Bienvenu G. Influence of the spatial Coherence of the Background Noise on High Resolution Passive Methods // Proc IEEE ICASSP. 1979. P. 306–309.
  6. Сазонтов А.Г. Локализация источника в переменном по трассе волноводе в условиях неполной информации о пространственной изменчивости среды распространения // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 689−696.
  7. Gray D.A. Formulation of The Maximum Signal to Noise Array in Beam Space // J. Acoust. Soc. Am. 1982. V. 72. № 14. P. 1195−1201.
  8. Малеханов А.И., Смирнов И.П. Пространственная обработка акустических сигналов в каналах мелкого моря в условиях априорной неопределенности: оценки потерь эффективности // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 4. С. 427−439.
  9. Ильин И.М. Оптимизация обработки сигналов на выходе сформированного веера характеристик направленности // Вопросы судостроения. Серия «Общетехническая». 1984. Вып. 75. С. 49–54.
  10. Schmidt R.O. Multiple emitter location and signal parameter estimation // IEEE Trans. 1986. V. AP-34. № 3. P. 276–280.
  11. Раевский М.А., Бурдуковская В.Г. Пространствен-ная обработка акустических сигналов в океани-ческих волноводах на фоне шумов ветрового происхождения // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 1. С. 73−83.
  12. Gershman A.B. Robust Adaptive Beamforming in Sesor Arrays // Int. Journ. Electronics and Communications. 1999. V. 53. P. 305–314.
  13. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. Введение в теорию. М., 1986, 446 с.
  14. Krim H., Viberg M. Two decades of array signal processing research // IEEE Signal Processing Magazine. 1996. № 7. P. 67–95.
  15. Van Trees H.L. Optimum Array Processing: Part IV. Detection, Estimation, and Modulation Theory. Wiley Interscience, 2002. P. 1470.
  16. Малышкин Г.С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Т. 2. Адаптивные методы. ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2011. 374 с.
  17. Малышкин Г.С., Сидельников Г.Б. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов (обзор) // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 5. С. 526–545.
  18. Ратынский М.В. Адаптация и сверхразрешение в антенных решетках. М.: Радиоисвязь, 2004. 199 с.
  19. Малышкин Г.С., Шафранюк А.В. Адаптивное разрешение широкополосных гидроакустических сигналов с частично нарушенной когерентной структурой // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 5. С. 613–629.
  20. Малышкин Г.С., Кузнецова А.С., Сидельников Г.Б. Обнаружение слабых гидроакустических сигналов на основе быстрых проекционных алгоритмов. // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 2. С. 237−246.
  21. Малышкин Г.С. Сравнительная эффективность классических и быстрых проекционных алгоритмов при разрешении слабых гидроакустических сигналов // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 2. С. 196−208.
  22. Малышкин Г.С. Экспериментальная проверка эффективности быстрых проекционных алгоритмов // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 6. С. 828−847.
  23. Малышкин Г.С., Мельканович В.С. Классические и быстрые проекционные адаптивные алгоритмы в гидроакустике. СПб.: ГНЦ РФ АО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2022. 268 с.
  24. Мельканович В.С. Особенности построения адаптивной обработки сигналов по выходу цилиндрической антенной решетки с горизонтальной образующей // Сборник материалов конференции «Управление в морских системах» (УМС-2020). СПб., 2020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Траектории судов на одном цикле моделирования при плотности судоходства 10–3 км–2.

Скачать (461KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пеленгационные рельефы, соответствующие трем моделируемым алгоритмам — Бартлетта (зеленая линия), классического Кейпона (синяя линия), Кейпона с ограничением мощности сильных ЛИ (красная линия). Черная стрелка указывает направление на малошумный ПО.

Скачать (216KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Среднее количество судов в круге радиуса 100 км в зависимости от логарифма плотности судоходства W.

Скачать (63KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Средняя дистанция обнаружения малошумного подводного объекта в зависимости от логарифма плотности судоходства W при использовании трех алгоритмов пространственной обработки.

Скачать (67KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Среднее время наблюдения малошумного подводного объекта в зависимости от логарифма плотности судоходства W при использовании трех алгоритмов пространственной обработки.

Скачать (67KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024