• Исследование морского дна гидролокационными методами

  Руководитель направления Каевицер Владилен Иосифович гл. науч. сотр., д. т. н эл. почта: kvi@ire.rssi.ru

  
  

   
  Исследование морского дна гидролокационными методами. Разработка и изготовление опытных образцов гидроакустических приборов для исследования морского дна. Применение методов цифровой обработки сигналов в гидроакустических методах исследования морского дна.
  Для обследования дна водоемов при экологическом мониторинге, подводном строительстве и картографических работах основными средствами являются гидроакустические комплексы, в состав которых входят гидролокаторы бокового обзора, эхолоты, профилографы и системы позиционирования. Для решения этой проблемы в ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН разработан и испытан малогабаритный унифицированный гидролокационный комплекс, совмещающий в себе интерферометрический гидролокатор бокового обзора (ИГБО), промерный эхолот, эхолот-профилограф и системы навигации. Комплекс разработан, изготовлен и испытан в двух модификациях для работы на малых автономных и буксируемых носителях.

  

  Фото гидроакустического комплекса установленного на радиоуправляемый катер.

  

  Антенны ИГБО установленные на промерный катер.

  

  Антенны эхолота-профилографа установленные на промерный катер.

  

  Результат гидролокационного обследования затонувшего судна.

• Разработан, изготовлен и испытан опытный образец радиоуправляемого катера с малогабаритными ГБО и профилографом с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) зондирующих сигналов и цифровой обработкой эхо-сигналов. Высокий энергетический потенциал гидролокационных средств, при невысоких амплитудах зондирующих импульсов позволил существенно уменьшить габариты ГБО и профилографа и разместить их на модели радиоуправляемого катера JABO-5CG . Координирование катера осуществляется как по спутниковой навигационной системе, так и по специально разработанной подводной акустической системе локального позиционирования. Система работает по принципу интерферометра с большой базой для измерения дальности и пространственного угла прихода сигналов маяка – ответчика. Для увеличения энергетики и помехозащищенности применены сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).

  

  Гидролокационное изображение дна водоема.

  Публикации:
  
  • В.И.Каевицер, А.П.Кривцов, И.В.Смольянинов, А.В.Элбакидзе. Гидролокационный комплекс с ЛЧМ сигналами для обследования дна малых водоемов с помощью дистанционно-управляемого мини-катера. Труды МСОИ-2019 Т.2 С.84-87.

• Предложены методы обработки отражённых от шероховатой поверхности акустических сигналов интерферометрических гидролокаторов бокового обзора (ИГБО) с целью повышения точности вычисления их разности фаз. Показано, что при использовании этих методов возможно ослабление искажающих помех декорреляции для интерферометрических систем с большой базой, а также увеличение значений сигнал/помеха при оценивании разности фаз канальных сигналов. В результате теоретического анализа разработаны и обоснованы методы оценивания разностей фаз канальных сигналов интерферометрического гидролокатора бокового обзора, применение которых существенно повышают точность производимых оценок. Предлагаемые методы и разработанные алгоритмы цифровой обработки канальных сигналов при оценивании разностей их фаз основаны на коррекции времени дискретизации сигналов в каналах ИГБО, а также на когерентном усреднении сигналов вдоль линии зондирования в предположении стационарности акустических каналов. Эффективность рассмотренных алгоритмов подтверждена экспериментально при обработке реальных сигналов ИГБО.

  
  

  Разность фаз сигналов в каналах ИГБО до и после коррекции.

  Публикации:
  
  • Каевицер В.И., Назаров Л.Е., Смольянинов И.В. Методы повышения точности вычисления разности фаз сигналов интерферометрического гидролокатора бокового обзора // Радиотехника и электроника. Т 65. № 8. 2021.

• Разработаны алгоритмы калибровки интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО) и коррекции батиметрических измерений при построении детальной цифровой карты рельефа донной поверхности по экспериментальным данным полосовой съемки. Возможности предлагаемых алгоритмов продемонстрированы на основе математического моделирования фазоразностных измерений ИГБО для многослойных звукорассеивающих плоскостей и подтверждены результатами обработки экспериментальной информации.

  Публикации:
  

  • Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. Алгоритм коррекции батиметрических измерений интерферометрометрическим гидролокатором бокового обзора // Журнал радиоэлектроники: (электронный журнал). Октябрь 2022. № 10.

• Разработан метод и алгоритм обнаружения и измерения положения звукорассеивающих слоев в морской среде по данным полосовой съемки интерферометрического гидролокатора бокового обзора (ИГБО). Возможности предлагаемого алгоритма продемонстрированы на основе математического моделирования фазоразностных измерений ИГБО для многослойных звукорассеивающих плоскостей и применения результатов моделирования для точного измерения глубины плоского участка морского дна.

  
  

  Звукорассеивающие слои по результатам обработки экспериментальных измерений ИГБО в зависимости от глубины Н.

  Публикации:
  
  • В.И.Каевицер, А.П.Кривцов, И.В.Смольянинов, А.В.Элбакидзе. Обнаружение звукорассеивающих слоев в морской среде интерферометрическим гидролокатором бокового обзора. Труды МСОИ-2023 Т.1 С.220-223.

• Проведены исследования толщи морской воды с помощью многоканального цифрового гидролокационного комплекса, обладающего большим энергетическим потенциалом, за счет применения сигналов с линейной частотной модуляцией, показана возможность обнаружения следов газовой разгрузки метана и других газов из донных отложений. Эта задача имеет важное значение для интерпретации результатов дистанционного зондирования земли с космических аппаратов и определения границ участков выхода различных газов, выявляемых при океанологических исследованиях воды.

  
  

  Фрагмент результатов обработки сигналов рассеянных водной толщей, эхолота-профилографа (верхний рисунок), ГБО диапазона частот 80 кГц (средний рисунок) и акустическое изображение морского дна.

  Публикации:
  
  • Каевицер В.И, Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. Экспериментальные измерения следов газовой разгрузки участков морского дна в водной толще при применении многофункциональных гидролокационных комплексов. // Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). Июль 2022. № 7.

Информациа о лаборатории доступна также на сайте Фрязинского филиала ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН