Увеличение точности определения местоположения подводных объектов в задаче пеленгации с ультракороткой базой

Средства регистрации состояния подводной обстановки востребованы при охране защитных зон акваторий, обслуживании механизмов разработки подводных месторождений и мониторинге состояния морских сооружений. В статье рассматривается решение вопроса повышения точности пеленгации подводного объекта посредством введения метки времени и дополнительной модификации измерительной схемы в условиях обнаружения подводных объектов с использованием гидроакустической подсветки. При наличии нескольких излучателей гидроакустической подсветки возникает возможность создания многоракурсной системы подводного видения, которая позволяет установить не только точное пространственное положение подводных объектов анализируемой акватории, но и характеристики размеров и формы этих объектов. Ключевой задачей при этом является задача синхронизации регистрации сигналов, отражённых объектами от разных излучателей. В работе описан подход к уменьшению ошибки пеленгации объектов, вызванной погрешностями оцифровки сигнала датчика, использующий врезку в сигнал специальной метки времени, виртуальное дробление периода (интервала) дискретизации и более точную синхронизацию старта генерации зондирующего сигнала и моментов оцифровки сигнала датчика. Приведены результаты экспериментальной проверки описываемого подхода на примере пеленгации подводного объекта с использованием стереодатчиков, ориентированных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с многократным повторением измерений. Показано, что в результате применения предлагаемого подхода точность определения пеленга для приведённого в статье примера увеличилась более чем в 8 раз.

1. Коваленко В. В. Требования к сетецентрическим системам подводного наблюдения / В. В. Коваленко [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2014. – Т. 7. – № 2. – С. 22-26.

2. Кулаков А. Х. Повышение эффективности гидроакустического комплекса надводного корабля на основе использования мультистатических методов гидролокации / А. Х. Кулаков, Н. А. Макаров, В. П. Чернов // Гидроакустика. – 2023. – №2. – С. 20-25.

3. Родионов А. А. Гидроакустический бассейн Санкт-Петербургского филиала Института океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук / А. А. Родионов [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2024. – Т. 17. – №4. – С. 109–121. DOI: 10.59887/2073-6673.2024.17(4)-9

4. Исаев А. Е. Эталонная база ВНИИФТРИ в области гидроакустических измерений: метрологические характеристики, функциональные возможности, новации и перспективы совершенствования эталонов / А. Е. Исаев [и др.] // Измерительная техника. – 2024. – Т. 73. – № 12. – С. 46-54. DOI: 10.32446/0368-1025it.2024-12-46-54

5. Андреев М. Я. Бистатическая система обнаружения подводной цели (бистатический гидролокатор) / М. Я. Андреев [и др.] // Датчики и системы. – 2019. – Т. 233. – №2. – С. 50-56. DOI: 10.25728/datsys.2019.2.7

6. Арсентьев В. Г. Позиционирование объектов в гидроакустической системе с ультракороткой базой / В. Г. Арсентьев, Г. И. Криволапов // Вестник СибУТИ. 2018. – №4. – С. 66-75.

7. Арсентьев В. Г. Гидроакустический фазовый пеленгатор с амплитудно-модулированным навигационным сигналом / В. Г. Арсентьев, Г. И. Криволапов // Вестник СибУТИ. 2021. – № 2. – С. 14-26. DOI: 10.55648/1998-6920-2021-15-2-14-26

8. Shirokov V. A. Features of Bearing on Underwater Object Using Phase Information of a Differential Stereo Sensor / V. A. Shirokov, A. I. Bazhenova, V. N. Milich // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2024. – V. 24. – № 2. – P. 198-206. DOI: 10.23947/2687-1653-2024-24-2-198-206

9. Архипов С. А. Обнаружение синхросигнала гидроакустической связи с помощью энергетического алгоритма / С. А. Архипов, Г. Ю. Пуеров, Е. И. Сергеева // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. – Т. 17. – № 5. – С. 890–895. DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-890-895

10. Ваулин Ю. В. Разностно-дальномерная система навигации для обеспечения групповой работы морских робототехнических комплексов / Ю. В. Ваулин [и др.] // Подводные исследования и робототехника. – 2020. – Т. 32. – № 2. – С. 22-33. DOI: 10.37102/24094609.2020.32.2.003

11. Широков В. А. Экспериментальный комплекс для исследования возможностей использования гидроакустических датчиков в системах подводного видения / В.А. Широков, В.Н. Милич // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. – Т. 24. –№ 4. – С. 54-64. DOI: 10.22213/2413-1172-2021-4-54-64

12. Shirokov V. A set of instruments for tracking moving objects in the underwater environment / V. Shirokov, A. Bazhenova, V. Milich // AIP Conference Proceedings. 2023. – 2605. – 020026. DOI: 10.1063/5.0111555