автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методы и системы повышения безопасности плавания на основе гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников

На правах рукописи

Завьялов Виктор Валентинович

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ НА ОСНОВЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ ПРИБОРОВ С ЛИНЕЙНОЙ БАЗОЙ НАПРАВЛЕННЫХ ПРИЕМНИКОВ

05.22.19 — Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владивосток — 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Морском государственном университете имени адмирала Г. И. Невельского

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тезиков Александр Львович, г. Санкт-Петербург;

доктор технических наук, профессор Васьков Анатолий Семенович, г. Новороссийск;

доктор физико-математических наук, профессор Короченцев Владимир Иванович, г. Владивосток

Ведущая организация ГОУ ВПО «Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники»

Защита состоится 13 декабря 2006 г. в 14:00 часов в ауд. 241 на заседании диссертационного совета Д 223. 005. 01 в Морском государственном университете имени адмирала Г. И. Невельского: 690059, г. Владивосток, 59, ул. Верхнепортовая, 50а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Морского государственного университета имени адмирала Г. И. Невельского

Автореферат разослан « » октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л

Резник А. Г.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время общепризнано, что необходимо решать комплекс крупных научно-технических проблем по повышению безопасности плавания в современных условиях судоходства. В общем комплексе проблем немаловажным звеном является разработка автономных пассивных и активных навигационных систем, к которым относятся гидроакустические навигационные системы (ГАНС), и методов их использования.

Неавтономные навигационные системы, к которым относятся спутниковые радионавигационные системы (СРНС) Навстар GPS и ГЛОНАСС, не обеспечивают достаточной надежности определения места судна в условиях существования сильных электромагнитных помех (магнитные бури, промышленные помехи в диапазоне частот СРНС) и экранирования сигналов спутников естественными преградами в виде высоких берегов.

Взаимодополняющей сложной подсистемой в общей автоматизированной системе судовождения является подсистема гидроакустических навигационных приборов, которая включает в себя гидроакустические лаги (ГАЛ) и эхолоты. Традиционно эта подсистема обеспечивает раздельное определение только продольной скорости судна (редко все элементы скоростного треугольника в абсолютном и относительном движениях) и глубины под килем.

Специалисты в области судовождения уделяют большое внимание вопросам практического использования лагов (способам измерения абсолютной и относительной скоростей, определению и учету поправок лагов, методам расчета методических и инструментальных погрешностей лагов, а также их компенсации, минимизации и учету во время плавания).

Теоретические и экспериментальные исследования, проводимые с целью дальнейшего совершенствования и развития аппаратуры автономной навигации, привели, по мнению отечественных и зарубежных специалистов, к разработке достаточно перспективных корреляционных и интерполяционных измерителей скорости, а также корреляционно-экстремальных систем навигации. Навигационные системы с интерполяционной обработкой эхосигналов не относятся по классификации к корреляционно-экстремальным. В диссертационной работе предложен новый классификационный термин, который объединяет корреляционно-экстремальные и интерполяционные системы — навигационные системы с линейной базой направленных приемников (ЛБНП). Одним из первых термин «линейная база направленных приемников (вибраторов)» ввел отечественный ученый И. А. Блинов для разностно-временного способа измерения скорости судна. В теоретическом и техническом плане измерители скорости с ЛБНП еще не достаточно изучены, отсутствуют достаточно полные (системные) теоретические и экспериментальные исследования в области именно гидроакустических лагов с ЛБНП, которые дополнительно могут измерять глубину под килем, методов уменьшения их погрешностей, стендовых испытаний, а также практического использования.

Проблемная ситуация. С одной стороны, использующиеся в настоящее время на судах гидроакустические доплеровские лаги, эхолоты, электронные

картографические информационные навигационные системы, СРНС и индукционные лаги не отвечают в полной мере растущим требованиям по обеспечению безопасности плавания в современных условиях судоходства по точности, надежности и ремонтнопригодности, системности выделения и комплексной обработке информации от разнородных приборов, что значительно снижает потенциальные возможности перспективных гидроакустических навигационных систем. С другой стороны, гидроакустические навигационные системы с ЛБНП отечественной промышленностью не производятся.

Разрешать указанную проблему необходимо путем разработки новых алгоритмов, моделей и систем на основе комплексной обработки информации от однородных и разнородных гидроакустических навигационных приборов с ЛБНП и получения в результате этого улучшенных качественных и количественных показателей безопасности мореплавания.

Следовательно, необходимость повышения безопасности плавания за счет разработки научно обоснованных методов и систем на основе существующих и новых гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников определяет актуальность крупной научно-технической проблемы, решаемой в диссертации.

Научный базис для решения проблемы. Па основе анализа опубликованных в 1958-2004 годах работ отечественных и зарубежных ученых (Б. Г. Абрамович, N. I. Andermo, М. К. Боркус, А. М. Бочкарев, Д. В. Васильев, В. И. Воловов, Р. N. Denbigh, F. R. Dickey, С. Ф. Козубовский, А. А. Красов-ский, В. П. Тарасенко, и др. ) по корреляционным экстремальным системам, корреляционным и интерполяционным лагам сделан вывод о нескольких способах измерения скорости и конструктивных реализациях этих способов. Некоторые аспекты специальных исследований аппаратуры с применением случайных процессов описаны в литературе (Дж. Бендат, В. В. Быков, Ю. И. Грибанов, А. П. Жуковский, С. Г. Зубкович, Г. Я. Мирский, Ю. И. Фельдман и др.), где рассматриваются задачи, связанные с анализом случайных процессов, формированием реализаций случайных процессов с заданными спектральными характеристиками, разработкой аппаратных средств анализа корреляционных и спектральных характеристик случайных процессов. На основе этих работ формируется научное направление «Навигационные системы с линейной базой направленных приемников».

Цель работы. Разработка навигационных систем повышения безопасности плавания на основе гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников, методов повышения их точности, испытаний и практического использования.

Область исследования — разработка методов и систем обеспечения безопасности плавания в современных условиях судоходства.

Объектом исследования являются методы, системы навигации и судовождения, в частности гидроакустические навигационные системы, а предметом исследования — навигационные системы на основе гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников и методы повышения их точности, испытаний и использования.

Решение научной проблемы в соответствии со сформулированной целью включает в себя следующие научные задачи:

1. Разработка информационно-физической и уточнение математической моделей перспективной навигационной системы с линейными базами направленных приемников, решающей комплекс задач навигации и судовождения по определению составляющих вектора скорости судна, глубины под килем и координат места судна.

2. Разработка классификации измерителей скорости с линейной базой направленных приемников.

3. Получение аналитических зависимостей погрешностей корреляционных способов измерения скорости с учетом угла сноса судна и разработка методов уменьшения погрешностей.

4. Разработка алгоритмов работы, типов корреляционных лагов и их вычислительных устройств.

5. Разработка алгоритмов работы интерполяционных измерителей скорости.

6. Повышение эффективности стендовых испытаний лагов с ЛБНП.

7. Разработка методов применения лагов с ЛБНП.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Информационно-физическая и математическая модели навигационной системы с линейными базами направленных приемников.

2. Классификация измерителей скорости с ЛБНП.

3. Аналитические зависимости погрешностей лагов с ЛБНП.

4. Новые типы гидроакустических лагов с ЛБНП.

5. Повышение информационных возможностей лагов с ЛБНП в условиях практического применения.

6. Метод повышения эффективности стендовых испытаний лагов с ЛБНП.

Методы исследования. При решении поставленных научных задач использовались методы теории гидроакустики, корреляционного и спектрального анализа случайных процессов, имитационного моделирования и натурного эксперимента, положений теории автоматического управления и корреляционно-экстремальных систем.

Научная новизна работы. Предложены информационно-физическая модель перспективной гидроакустической навигационной системы и гидроаку- > стического лага с линейными базами направленных приемников с учётом специфики применения и уточнением математической модели принятых антенной системой лага эхосигналов. Разработана классификация лагов с ЛБНП. Получены новые результаты по характеру и величинам погрешностей основных корреляционных способов измерения скорости, работающих по прямым и косвенным оценкам корреляционных функций, с учетом углов сноса судна, разработаны методы их уменьшения, выполнена оценка эффективности применения способов. Теоретически обоснованы новый метод расчета характеристик тракта излучения и повышения его информативности; методы измерения составляющих вектора скорости судна на основе использования функций средних моду-

лей разностей эхосигналов; алгоритмы работы интерполяционных измерителей скорости и методы повышения точности измерения; методы применения корреляционных лагов; метод повышения эффективности стендовых испытаний.

Достоверность результатов доказывается корректностью применения хорошо апробированного математического аппарата и совпадением результатов теоретических исследований с данными стендовых, натурных экспериментов и имитационного моделирования работы отдельных блоков и макетных образцов лагов.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики проектирования гидроакустических систем навигации с ЛБНП с учетом условий их эксплуатации. Важными практическими результатами являются разработка, изготовление, испытание в морских условиях новых типов лагов с ЛБНП с уменьшенными погрешностями; сокращение времени их проектирования при применении полученного метода формирования амплитуд эхосигналов; рекомендации практического использования систем для разработки корреляционных гидроакустических лагов, их отдельных блоков, а также решения задач повышения безопасности плавания.

Тема связана с НИР и ОКР, проводимыми на кафедре «Технические средства судовождения» в ФГОУ ВПО МГУ им. адм. Г. И. Невельского (ранее ДВВИМУ, ДВГМА) в соответствии с общесоюзной программой «Океан», планом НИР ММФ на 1981-1995 гг., программой «Урал-АС» (утверждена постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 1075-306 от 11.12.82 г.), федеральными целевыми программами «Мировой океан» (1998-2012 гг.) и «Модернизация транспортной системы России» (2002-2010 гг.), планами НИР вуза в рамках тем «Датчики навигационной информации для судового измерительного комплекса», «Исследование и разработка датчиков навигационной информации для обеспечения безопасности судовождения» и «Повышение эффективности технических средств навигации и разработка методов их комплексного использования».

Реализация результатов работы. Результаты работы непосредственно использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, которые велись на кафедре «Технические средства судовождения» ФГОУ ВПО МГУ имени адмирала Г. И. Невельского (ДВВИМУ, ДВГМА).

Выводы и рекомендации, полученные при разработке диссертации, были внедрены в Московском автомобильно-дорожным институте при разработке измерителей скорости плавающих транспортных средств, лаборатории подводных аппаратов Института автоматики и процессов управления ДВО АН СССР (ныне Институт проблем морских технологий ДВО РАН) при разработке навигационного комплекса необитаемого автономного подводного аппарата, НПО «Норд» г. Баку при разработке корреляционного гидроакустического лага для обеспечения специальных работ подводного робота, ФГОУ ВПО МГУ имени адмирала Г. И. Невельского в процессе обучения курсантов и студентов (лекции, курсовое и дипломное проектирование).

Апробация результатов работы. Основные теоретические положения подтверждены экспериментально при испытании макетных образцов ГАЛ с

ЛБНП на стендах, в морских условиях на исследовательских судах и автономном необитаемом подводном аппарате, имитационном моделировании лагов. При разработке макетов и программ для ЭВМ использованы результаты теоретических исследований, изложенные в диссертационной работе.

Материалы работы были доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях (НТК) ДВВИМУ (ДВГМА, МГУ) им. адм. Г. И. Невельского (1976-2002 гг.), на НТК «Наука и технический прогресс в рыбной промышленности» в г. Владивостоке (1977 г.), на 3-й И 5-й всесоюзных НТК «Технические средства изучения и освоения океана» в г. Севастополе (1981 г.), в г. Ленинграде (1985 г.), на 4-й всесоюзной НТК «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения океана» в г. Владивостоке (1983 г.), на всесоюзных (всероссийских) межвузовских НТК в ТОВВМУ (ТОВМИ) им. С. О. Макарова, г. Владивосток (1988—2002 гг.), международной НТК «Наука — морскому образованию на рубеже веков» (2000 г.) в г. Владивостоке, международной НТК «Безопасность на море. Научно-технические проблемы и человеческий фактор» (2002 г.); пятой и шестой международных научно-практических конференциях «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (2003 г. и 2005 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликованы одна монография и 60 работ, в том числе 12 без соавторства, получено 10 авторских свидетельств на изобретения в соавторстве (общий объем опубликованных работ -30,0 п. л., личное участие — 22,0 п. л.).

Структура и объем диссертации. Диссертация представлена на 344 листах машинописного текста и состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованных источников и трёх приложений. Работа содержит 136 рисунков, 16 таблиц и список использованных источников из 208 наименований.

Основное содержание работы

Во введении кратко рассмотрены задачи судовождения и роль лагов и гидроакустических навигационных систем в комплексе с другими техническими средствами навигации для решения этих задач. Обоснована актуальность и сформулирована цель работы, дано краткое изложение результатов работы.

В первой главе проведен анализ современных проблем обеспечения безопасности плавания: автономных навигационных систем (доплеровских, корреляционных, интерполяционных) для которых выявлены достоинства и недостатки, моделей неровностей отражающих поверхностей и выражений для корреляционных функций эхосигналов, отраженных от них, а также неисследованные и малоисследованные вопросы; обоснована необходимость формирования декоррелированных случайных процессов.

Выявлено четыре корреляционных способа обработки амплитуд огибающих эхосигналов (АОЭС) для целей измерения скорости судна: автокорреляционный, позволяющий измерить модуль полной скорости, использовать который автономно практически невозможно; взаимно корреляционный, позволяющий

измерить так называемую кажущуюся (индицируемую) скорость (ВИц); взаимно автокорреляционные, позволяющие измерять модуль полной скорости (ВАМ) и продольную (курсовую) скорость (ВАКС).

Показан недостаток алгоритмов работы этих способов — необходимо выполнять математическую операцию умножения амплитуд двух сигналов, что составляет определенные схемотехнические и программные трудности, а также то, что эти лаги не могут измерять скорости, близкие к нулю и нулевые, так как в этом случае задержка сигналов (г() стремится к бесконечности. Проведен анализ основных погрешностей корреляционных лагов.

В результате теоретических исследований и расчетов дисперсий оценок корреляционных функций обоснована возможность использования функций средних модулей разностей амплитуд эхосигналов для измерения скорости судна и уменьшения погрешностей корреляционных лагов..

Анализ интерполяционного способа измерения скорости (ИСИС) показал, что этот способ позволяет измерять скорости судна, близкие к нулевым, нулевые и отрицательные. Однако алгоритмы работы и погрешности ИГ АЛ не достаточно изучены, отсутствуют сведения о других ИСИС, аналогичных АМ, ВАМ и ВИц.

При натурном моделировании ГАЛ с ЛБНП очень дорогостоящими являются этапы морских испытаний. Предложено сократить их стоимость на основе разработки и использования имитаторов отраженных сигналов, статистические характеристики которых должны в максимальной мере соответствовать характеристикам реальных эхосигналов, отраженных от поверхностей с различным характером неровностей и принятых на разнесенные в пространстве направленные приемники при различных условиях движения объекта. Анализ специальной литературы по исследованию сигналов, отраженных от неровных поверхностей, показал, что выражения для нормированных функций автокорреляции (НФАК) и нормированных функций взаимной корреляции (НФВК) АОЭС, как правило, имеют следующие зависимости: экспоненциальную и экспоненциально-косинусную первой и второй степеней, а также вида зт(г)/г. Необходимо учитывать многообразие выражений НФАК и НФВК при разработке ГАЛ с ЛБНП.

Для лагов с ЛБНП, работающих по интерполяционному и нескольким корреляционным способам измерения скорости, необходимы теоретические исследования по разработке методов повышения их информационных возможностей, использования в условиях практического применения с целью повышения безопасности плавания.

На основе результатов проведенных теоретических исследований сформулированы научные задачи, требующие решения.

Вторая глава посвящена разработке моделей и систематизации основных подсистем гидроакустической навигационной системы и их погрешностей с учетом специфики применения.

Функционирование ГАНС с ЛБНП представлено в виде информационно-физической модели (рисунок 1), показывающей обмен информацией между объектами локации, водной среды, судна с источниками помех, мешающих и

несущих полезную информацию; самой ГАНС, включающей в себя подсистемы приемоизлучающего тракта, определения глубины, вычислительных устройств

Г"

экнис

Б атны етрнческ ая база данных.

Подсистема курсоухазання

Оператор — вахтенный помощник

Судно

Источники помех

Мешающих

Несущих полезную ннформа-

Индикаторные устройства н, V, V,. V,, и/6, л/6, НУ. <ра, \

_______________________II________________________

Подсистема вычислительны* устройств лага

10

V»

V!

Сторона сноса

Ж

ГАНС

Блоки предварительной обработки эхо-сигналов

Подсистема вычисления координат (КЭБСН)

Подсистема определения глубины

____Л....1

Гидроажустнческие преобразователи сигналов с ЛБНП

Синхронизатор

Формирователь излучаемых сигналов

Рисунок 1 — Структурная схема информационно-физической модели гидроакустической навигационной системы

лага, корреляционно-экстремальной батиметрической навигационной системы, индикаторных устройств, курсоуказания, электронной картографической информационно-навигационной системы, потребителей информации на судне. Оператор, вахтенный помощник, осуществляет супервизорное управление и наблюдение за всей системой и судном в целом.

Исходя из модели всей системы, разработана информационно-физическая модель на семантическом уровне ГАЛ с ЛБНП, являющегося самостоятельной сложной системой. В соответствии с моделью разработана математическая модель эхосигналов ГАЛ, для которой получены зависимости амплитуд напряжений несущих колебаний на выходах первого А^) и через некоторый момент времени т второго Аг^+х) каналов приемного тракта с учетом влияния объемной реверберации и характеристик отражающей поверхности, которые имеют вид

4(0=и0-и?х

хехр|-у- щ -^2/—

ящ+яр+яр

(1)

• % [1 - ехреМср] • С(а,/7)-С(а2,/72)-ст(в)

Я'-Я^-

., ехр[-<5. (Я' + я'2 + я'р + д'„г)]

(2)

хехр'!-^ ■

где и0 — амплитудное значение эхосигнала; и°р — амплитудное значение сигнала объемной реверберации; с — скорость распространения звука в среде; ар — размерный коэффициент реверберации; т]0 — коэффициент, учитывающий направленные свойства излучателя и приемника; Г„ — длительность излучаемого импульса; д — показатель затухания звука в воде; <7(а, /3), /7,),

С[а1,р2) — функции, описывающие характеристики направленных свойств излучающего, первого и второго приемных гидроакустических преобразователей соответственно; Я, Я', Яр, Я'р — расстояния от излучателя до элементарного

отражателя на грунте и точки рассеяния звука в объеме воды соответственно в моменты времени / и = / + т; Л,, Яр1, Я'р2, Я'2 — расстояния от первого и второго ПГАП до элементарного отражателя на грунте и точки рассеяния звука в объеме воды соответственно в моменты времени ¿и г' = г + г; а>0 — круговая частота несущих колебаний; ? — текущее время.

В качестве коэффициента передачи усилителя эхосигналов в модели предлагается использовать функциональную зависимость вида

где иор(0 — амплитудное значение напряжения сигнала объемной реверберации; к/(0 - значение коэффициента, характеризующего когерентную составляющую отражения звука от грунта; Ф — ширина полосы пропускания усилителей эхо-сигналов; л£Ид — доплеровский сдвиг частоты вследствие конечной ширины характеристик направленности гидроакустической антенны. Первый и второй сомножители в выражении (3) описывают законы автоматической и временной автоматической регулировок усиления соответственно.

Исходя из многообразия способов измерения скоростей с использованием линейной базы направленных приемников и их технических реализаций, в диссертационном исследовании разработана их классификация, которая имеет шесть уровней и произведена по виду локации, количеству приемных гидроакустических преобразователей в антенной системе и виду ориентации их характеристик направленности; режимам излучения, видам модуляции излучаемого сигнала и способам выделения огибающей эхосигналов; количеству и видам комбинаций обработки огибающих эхосигналов для измерения составляющих вектора скорости судна; по виду основной функции и способам измерения скорости (прямые и косвенные способы оценки корреляционных функций, интерполяционные); способам определения положения экстремума корреляционной функции и количеству моделей объекта регулирования в вычислительных устройствах; способам получения выборок отсчетов, видам задержки по времени в моделях и методам вывода измерителей в область экстремума при больших начальных отклонениях. Каждый новый уровень в общем случае является продолжением отдельных выходов предыдущего уровня. В разработанной классификации систематизированы данные об измерителях скорости, которые позволяют синтезировать на нижнем уровне более 10000 типов лагов с линейной базой направленных приемников, при описании которых используется единая терминология.

Разработана классификация погрешностей лагов с ЛБНП, имеющая три уровня: по характеру изменения (систематические и случайные), причинам возникновения (методические и инструментальные) и используемому алгоритму оценок корреляционных функций. На основе этой классификации систематизированы возможные методы уменьшения погрешностей.

В третьей главе обоснованы характеристики подсистемы приемоизлу-чающего тракта, являющегося основной подсистемой.

Сформулированы основные требования, предъявляемые к этой подсистеме, исследованы корреляционные и спектральные характеристики эхосигналов при непрерывном, импульсном режимах излучения с характерами модуляции типа «меандр» и импульсно-фазокодовой.

Показано, что к параметрам излучаемого сигнала для работы ГАЛ с ЛБНП в режиме «лаг-эхолот» предъявляется ряд совершенно противоречивых

ехр(2£Д) 1

(3)

требований по режимам излучения, длительности и периоду излучаемых импульсов. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили справедливость выводов, сделанных при разработке модели ГАЛ с ЛБНП в части влияния сигналов объемной реверберации на уровень максимума функции взаимной корреляции при использовании непрерывного излучения. Даже при надежной акустической развязке (60 дБ) и при электромагнитной развязке (на 3 дБ больше), при глубине под килем 15-30 м и более происходит декорреляция эхосиг-налов, это приводит к потере работоспособности ГАЛ.

Использование импульсного с модуляцией типа «меандр» и квазинепрерывного с импульсно-фазокодовой модуляцией в лагах с ЛБНП затруднено, так как импульсный режим излучения имеет ограничения по диапазону скоростей и глубин под килем судна (Н), а режим излучения с импульсно-фазокодовой модуляцией, кроме того, усложняет приемоизлучающий тракт лага. В диссертационной работе разработан квазинепрерывный режим излучения, при котором канал эхолота излучает достаточно короткие импульсы, чтобы уменьшить влияние объемной реверберации, а затем по вычисленной глубине формируется 16 посылок для работы каналов лага с ЛБНП длительность которых равна 3-Н/с . Время приема полезной информации при таком режиме работы больше в 1,45 раза, чем у лагов типа "SAL" и составляет около 16 % от полного периода посылок. При этом повышается устойчивость работы на малых глубинах.

Выбор параметров антенной системы необходим для того, чтобы при одной антенной системе обеспечить работу всех способов измерения скорости судна. Основным при этом следует считать способ измерения модуля полной скорости, так как в нем уровень функции взаимной корреляции при нулевом временном сдвиге (рабочей точки слежения) должен находиться на уровне 0,2— 0,3, чтобы крутизна функции автокорреляции была приемлемой для сохранения точности измерения скорости. Имеется ограничение и для параметров антенной системы интерполяционных лагов. Оно формулируется так: минимальная длина волны в спектре огибающих эхосигналов должна быть меньше расстояния между приемниками. Для расчета ширины характеристики направленности антенной системы на уровне 0,5 по мощности ( Д03) по заданным параметрам (Л — длине волны излучаемых колебаний, Хд — половине расстояния между центрами пары приемных антенн (база), — уровню нормированной функции взаим-

ной корреляции при нулевом временном сдвиге, при учете коэффициента k¡„ характеризующего рассеянную компоненту, создаваемую неровностями рельефа дна) получено новое выражение, которое дает достаточно точные результаты для получения заданных НФВК и НФАК при уровнях больших 0,15-0,2, которое имеет вид

д 1.06-Я ■^2-яг-|1пр^.(0)|

Для количественной оценки коэффициента к/, были записаны и обработаны реальные эхосигналы при нескольких скоростях объекта-носителя лага с ЛБНП. В результате получены корреляционные и спектральные характеристики

амплитуд огибающих эхосигналов, которые позволили сделать выводы: коэффициент к/, в диапазоне частот излучения ^ = 70...210 кГц и для грунта «камень-песок» при достаточно ровном макрорельефе дна (б. Федорова в Амурском заливе) равен от 2 до 4; теоретические и экспериментальные данные совпадают с достаточной для целей разработки аппаратуры точностью (от 10 % до 20 %) при точном выборе коэффициента Ага; зависимость ширины кривой спектральной плотности огибающей эхосигналов от скорости практически прямо-пропорциональна.

По данной методике в диссертационной работе произведены расчеты антенной системы и изготовлен макетный образец ГАЛ с ЛБНП со следующими характеристиками:^ = 210 кГц; диаметрах излучающей <Лиз = 0,065 м и приемной с1пр„ = 0,03 м антенн; Х0 = 0,0175 м; полосой пропускания частоты приемным трактом Л/„рм = 4 кГц. Результаты проведенных натурных испытаний, приведенные на рисунках 2а, б, показывают, что требования, предъявляемые к антенной системе ГАЛ с ЛБНП, для всех способов измерения скорости выполняются.

при V = 3,6 м/с

Рисунок 2 - Огибающие эхосигналов первого и второго каналов при

квазинепрерывном излучении (глубина под килем около 45 м)

В четвертой главе посвящена разработке подсистем вычислительных устройств корреляционных измерителей скорости с прямыми и косвенными методами оценок корреляционных функций, их погрешностей и выбору перспективных моделей.

Одним из косвенных методов определения нормированных корреляционных функций, в алгоритме которого отсутствует операция умножения, является метод функций среднего модуля разности (СМР) исследуемых процессов. В лагах с ЛБНП, где каналы усиления и преобразования эхо-сигналов идентичны и предполагается, что величины амплитуд огибающих имеют гауссовское распределение вероятностей, выражения для среднего модуля авторазности Gix(t) и среднего модуля взаимной разности С^Дт) амплитуд огибающих имеют соответственно вид

GJt) = ^=JI-PJT), (13)

где сгх — среднее квадратическое отклонение амплитуд процесса, р„{т), рч(т) — нормированные функции автокорреляции и взаимной корреляции соответственно.

В результате теоретических исследований разработаны новые методы измерения величин составляющих вектора скорости судна с использованием функций СМР АОЭС, которые имеют следующие формулировки.

Для измерения индицируемой (кажущейся) скорости необходимо определить положения минимума функции СМВР АОЭС обоих приемников, принятых антенной системой с ЛБНП, на оси задержек. Метод назван измерением кажущейся (индицируемой) скорости по функции среднего модуля взаимной разности (СМВРИц) АОЭС.

Для измерения модуля полной скорости необходимо определить задержку, при которой величина функции СМАР АОЭС одного из приемников будет равна величине функции СМВР АОЭС обоих приемников при нулевом временном сдвиге. Метод назван измерением модуля полной скорости по функциям средних модулей взаимно- и авторазностей (СМВАРМ) АОЭС.

Для измерения курсовой (продольной) составляющей скорости необходимо определить задержку, при которой величина функции СМАР АОЭС одного из приемников будет равна величине функции СМВР АОЭС обоих приемников. Метод назван измерением курсовой (продольной) скорости по функциям СМВАРК АОЭС, то есть использованием функций средних модулей взаимно- и авторазностей для измерения курсовой (продольной) скорости.

Окончательные выражения для величин скоростей аналогичны способам ВИц, ВАМ, ВАКС.

Разработаны функциональные схемы вычислительных устройств ГАЛ на основе использования функций СМР, представленные на рисунке 3.

Управляющий сигнал на входе системы слежения (сигнал ошибки) £/(г0) для СМВРИц ГАЛ описывается следующим выражением:

U(t0) = M[\X(t + г0 + д г) - Y{t + 0|-|X(i + г0 -лг) - Y(t + гти)|], (?)

где U(То) - управляющий сигнал на входе системы слежения (сигнал ошибки), М— знак операции математического ожидания.

Управляющий сигнал для метода измерения модуля полной скорости по среднему модулю взаимно- и авторазностей (СМВАРМ) можно представить в виде

C/(r,) = М QJf(0 - X(t + г, )| -1X(t + г,) - r(t + гм )|]. (8)

Управляющий сигнал для метода измерения курсовой скорости по СМВЛРКС запишется в виде

Щт2) = М [\Х(0 - X(t + T2)\-\x(t + t2)~ Y(t + ^ )|]. (9)

БРЗ(М) —»4 БРЗ(п) ВУ1 УВМ1

I*

Связи

СМВРИц

способа

ВУЗ

у.,. . Связи СМВАРМ т1'+т> способа

ФНЧ

УВМ2

■ Общие линии связей

чСвязи СМВАРКС способа

Х(Х) - огибающая эхосигнала первого канала; У(Н-гт) - огибающая эхосигнала второго канала; БРЗ(Ы,), БРЗ(п) - блоки регулируемой задержки; ВУ1, ВУ2, ВУЗ - вычитающие устройства; УВМ1, УВМ2 — устройства выделения модуля; ФНЧ - фильтр низкой частоты; ЭР - экстремальный регулятор

Рисунок 3 — Функциональная схема ГАЛ, работающего на основе использования функций средних модулей разностей амплитуд эхосигналов

Анализ схемы позволяет сделать вывод, что составляющие части вычислительных устройств одинаковы для любого способа измерения скорости, меняются только межблочные связи. Это представляет большие удобства при разработке алгоритмов, программного обеспечения и изготовлении лагов, работающих по функциям средних модулей разностей эхосигналов.

Для оценки флюктуационной погрешности корреляционных способов измерения скорости с учетом угла сноса судна <5У1 вводится понятие крутизны управляющих сигналов К1 =б?{/(г0,г,,г2)/с/г на произвольном уровне корреляционной функции рабочей точки слежения коррелятора. Такой подход позволяет при проектировании корреляторов и приемоизлучающих трактов сформулировать требования к таким характеристикам, как ширина характеристик направленности антенн и длина волны излучения, которые влияют на ширину корреляционных функций, а также ширина зоны захвата автоматических корреляторов (+дг) для взаимно корреляционных ГАЛ, что существенно сказывается на флюктуационной погрешности и на динамических характеристиках лага. Получены новые выражения для флюктуационных погрешностей взаимно корреляционного, взаимно автокорреляционных способов измерения модуля и продольной скоростей, которые соответственно имеют вид

5У0 =

_.. .. ехр[(-7гА2/А.2)-Х2.5щ2С]

2-8,43-Х0 -р0 -л/\ПГ ,/-1п р0 - (2яД2 /X2) • (X, зшС)2

(10)

5У, =-,ч V-— х -; (11)

8,43-Х0 -р, ■ л/УТ 7-1ПР,-(1 + со5С)

А.

Дз; _ехр[(-тсЛ2/А,2) • Х^ • бш2 С]

,(12)

8У, =--- ~ , —-,

8(43-Х0-р2-7УТ ,/- 1п р2 + 7-1п р2 - (2п&1 / X2) • (Х0 • зш С)1

где р, — уровень рабочей точки коррелятора; А, — длина волны излучаемых колебаний; Дэ — эквивалентная ширина характеристики направленности антенной системы; Х0 - половина расстояния между центрами приемных антенн; С - угол сноса судна; V— скорость судна; Г—время осреднения в корреляторе.

Сделан вывод, что при угле сноса С = 0° все выражения дают близкие по величине относительные флюктуационные погрешности, что согласуется с физической и математической моделями способов измерения скорости.

Результаты исследований показали, что относительные флюктуационные погрешности ВИц- и ВАКС-способов измерения скорости судна при движении без сноса не превышают 0,65 %. В интервале реально существующих углов сноса судна ВИц- и ВАКС-способы измерения скорости работоспособны, и их флюктуационные погрешности не превышают 1 % при времени осреднения в корреляторе 40 с.

В диссертационной работе показано, что время корреляции амплитуд огибающих эхосигналов и дисперсия помехи на входе системы слежения для прямых и косвенных оценок корреляционных функций примерно одинаковы. Однако крутизна функций в точках слежения различна. Получены выражения для качественной и количественной оценок величин флюктуационных погрешностей при использовании прямых и косвенных оценок корреляционных функций для измерения скорости методом сравнения крутизны функций в точках слежения для заданной амплитуды функций, которые имеют вид

Ош(г) = ■ ф -ехр(-аУ2т2) ; (13)

Оху(т) = -7^1-ехр{-а • 1Х02(з1п(С))2 + (Х0 соз(С) - Кг)2]}, (14)

где а = 2кА2/Х2; г — корреляционная временная задержка.

Численное моделирование показало, что величины отношений крутизны авто- и взаимных корреляционных функций прямых к косвенным (средние модули разностей) методам оценок корреляционных функций (ОК^г) и т)) меньше единицы практически во всем временном диапазоне точек слежения для заданных условий. Таким образом, флюктуационные погрешности лагов, построенных на использовании функций средних модулей разностей, будут меньше, чем у лагов, построенных с использованием прямых оценок корреляционных функций, почти в 1,5 раза.

При измерении скорости судна взаимно автокорреляционными способами измеряется корреляционная задержка, при которой уровни взаимной корре-

ляционной функции при определенном сдвиге и автокорреляционной функции равны. При неравенстве амплитудных характеристик приемных каналов лага (изменении средних квадратических отклонений амплитуд эхосигналов) будет наблюдаться сдвиг фиксируемой корреляционной задержки. Аналитическим путем получены выражения для относительных погрешностей измерения корреляционных задержек соответствующих модулю полной скорости (г/) и продольной (курсовой) скорости (тг) при использовании прямых методов измерения корреляционных функций (тк) и косвенных (средние модули разностей) (тс) соответственно:

=-, г . -; 05)

2• ^а-[Ьп((тх/ау) + аХа] х о, • К • г, —(дет )■ 100%

2 • т, - V- \-a-Ln

2<т сг

-ехр(-дА,0г)+

2а-х-ехр(-аХ1)-2ау ■ ехр (-лЛ"02 ) + а\ - а

<5т*[%] =

2сг о\,

2а

•100%

2-сг

<?у-сгх■ ехр

•йеК (Х0-К-г2с)-ехр -а-(Хй-Г-д<т„ 100%

(16)

(17)

(18)

2 • о* • а ■ V2 ■ • ехр(-я • V2 ■ (г*)2) г2

При численном моделировании получены соответствующие корреляционные задержки при величине дисперсии сигналов второго канала ау = 0,9: х," = 0,00281 с, т,с = 0,002467 с, т/ = 0,00151 с, т/ = 0,001283 с. Погрешности

измерения скорости при этом составили: <5т/ = — 6,9 % (по выражению (22)--

7,2 %), ¿т,с = +4,6 % (по выражению (23)- +7,2 %), 5т/ = -15,3 % (по выражению (24) - -14,4 %), 5т2с = +1,9 % (по выражению (25) +2,7 %).

На основании проведенных теоретических исследований сделан вывод, что неидентичность амплитудных характеристик приемных каналов наименьшим образом влияет на погрешности измерения продольной скорости судна при обработке эхосигналов по оценкам функций средних модулей разностей.

В диссертации предложен метод и разработана структурная схема стабилизации ширины функции взаимной корреляции и, как следствие, флюктуаци-онных погрешностей лага при изменяющихся характеристиках отражающей поверхности. В цепи амплитуд эхосигналов между центрирующими фильтрами и входами коррелятора включаются управляемые фильтры нижних частот (УФНЧ-1 и УФНЧ-2), Источник опорного напряжения иоп выдает сигнал по-

стоянного тока с амплитудой равной величине функции взаимной корреляции при нулевом временном сдвиге, которая определяется исходя из характеристик отражающей поверхности.

При качке судно имеет переменный угол дифферента и вертикальные перемещения антенной системы лага. Все это приведет к изменению расстояний от элементарного отражателя до антенной системы лага, вызовет дополнительные флюктуации амплитуд эхосигналов и изменит их функцию взаимной корреляции. Исходя из физической и математической моделей получено аналитическое выражение относительной погрешности взаимно корреляционного лага на килевой качке, которое имеет вид

.V *А*хут , 4х*гуя , г! (19)

V УгТ1 У2Т? 2 ' где XV. 2— отстояния антенной системы от центра качания судна по горизонтали и вертикали соответственно, уя — максимальный размах килевой качки, Тк — период килевой качки.

Анализ результатов имитационного моделирования погрешностей при влиянии на судно килевой качки и рыскания на курсе, а также при статическом дифференте и угле дрейфа позволил сделать вывод о том, что антенную систему лага необходимо устанавливать вблизи центра поворотливости судна, чтобы скомпенсировать погрешность из-за влияния угла дрейфа судна, которая при движении на циркуляции может достигать более 10%.

В диссертационном исследовании разработаны новые типы лагов с ЛБНП, прошедших стендовые и морские испытания, защищенные авторскими свидетельствами [17—24]. На рисунках 4 и 5 изображены корреляторы, опубликованные в работах [22, 24].

Модель (рисунок 4) построена на основе взаимно автокорреляционного

УАД - усилитель с амплитудным детектором; УО - усилитель-ограничитель; БРЗ -блок регулируемой задержки с количеством разрядов И; СД - синхронный детектор; НЕ -инвертор; Сумм - сумматор; Ф - интегратор; УГТИ - управляемый напряжением генератор тактовой частоты; СчЭ - счетчик пройденного расстояния

Рисунок 4 — Функциональная схема модели коррелятора КГ АЛ (по а.с. 1101003)

способа определения модуля полной скорости и работает по релейным авто- и взаимной корреляционным функциям. На выходе интегрирующего звена (Ф) разностная функция имеет вид

t/(r,) = X(t) • Y(t + г,) - X{t) ■ sign X{t + rTJ] dt. (20)

* 0

При увеличении скорости сигнал с выхода синхронного детектора СД1, пропорциональный величине релейной функции автокорреляции огибающей эхосигнала первого приемника, уменьшится, что приведет к увеличению разностного сигнала на входе УГТИ, увеличению его частоты и уменьшению рассогласования.

КГАЛ (рисунок 5) в соответствии с классификацией описывается следующим образом: гидроакустический лаг с линейной базой направленных приемников (ГАЛ ЛБНП) - активная локация (АЛ) - два приемника (2) - неподвижная антенна (Н) — непрерывное излучение (НИ) — гармонические колебания (ГК) — амплитудное детектирование (АД) — взаимная обработка (В) — индицируемая скорость (Иц) — корреляционный алгоритм (К) — полярные корреляционные функции (Пл) — цифровая обработка (Ц) — дифференциальная схема слежения (ДС) - одна модель объекта управления (1М) - детерминированный поиск (Дт) — переменная задержка (ПЗЧ) — фазо-частотная дискриминационная

I — генератор излучаемых сигналов; 2 — излучающий ГАП; 3, 4 — ПГАП; 5, б — усилители с амплитудным детектированием; 7, 8 - усилители-ограничители; 9, 10 - блоки регулируемой задержки с количеством разрядов N и п; 12, 13, 18 -триггеры; 14, 15, 1 б - логические схемы «И»; 17, 20 — формирователи импульсов; 19 — реверсивный счетчик; 21 — делитель частоты с постоянным коэффициентом деления; 22 — управляемый делитель частоты; 23 - генератор тактовых импульсов с постоянной частотой; 24 — счетчик пройденного расстояния; 25 - логическая схема «ИЛИ»; 26 - дешифратор

Рисунок 5 - Функциональная схема КГАЛ (по а. с. 1275294)

В диссертации также разработан ГАЛ с аналоговым коррелятором, операция умножения в котором реализуется с использованием амплитудно-

широтно-импульсного модулятора. Такая схема построения позволяет увеличить диапазон работоспособности лага при увеличении угла сноса судна.

Оценка эффективности и выбор структур КГ АЛ для решения задач судовождения при существующем многообразии корреляционных способов измерения скорости и алгоритмов их работы представляет собой важное научное направление. В качестве показателей оптимальности предлагается выбрать минимальные погрешности корреляционных способов измерения скорости в интервале реально существующих углов сноса, диапазон измеряемых скоростей, диапазон рабочих глубин под килем, информационные возможности (получение дополнительной информации при тех же ТТХ или при несущественном их изменении), простоту реализации, стоимость, массогабаритные, энергетические, надежностные и другие показатели.

Для решения задач судовождения необходимо знать элементы скоростного треугольника судна либо все, либо два из них, по величинам которых можно вычислить остальные.

В диссертационной работе использована процедура поиска оптимального решения, называемая схемой «максимума гарантированного результата», которая для данной задачи записывается в виде

0?а = шах (су) = шах пнп^С), (21)

.М Се[0°.90о]

где О1 — векторный критерий эффективности _/-го способа измерения скорости, Зс — область компромиссов, С — угол сноса судна, J — количество способов измерения скорости, (У (С) — локальный критерий для /-го способа измерения скорости, причем2У(С) = £Г(С)/5К(С), а ЗУ (С) = шт ЗУ(С), где 3Г(С) -флюктуационная погрешность КГАЛ в зависимости от угла сноса судна. На основании этой процедуры установлено, что оптимальными способами являются взаимно автокорреляционные способы измерения продольной и модуля полной скоростей судна.

В результате анализа мультипликативных (множительных), релейных, полярных (знаковых) и на основе использования функций средних модулей разностей методов обработки эхосигналов в корреляторах в диссертационной работе показано, что оптимальным с точки зрения устойчивости при больших углах сноса, минимума погрешностей и простоты реализации является использование в КГАЛ алгоритмов обработки эхосигналов на основе использования функций средних модулей разностей.

В пятой главе излагаются теоретические основы построения подсистемы интерполяционных измерителей скорости, методов повышения их точности, приведены разработанные структурные схемы измерителей и произведена оценка их некоторых инструментальных погрешностей.

При использовании способа квадратичного интерполирования Эйткена получено выражение для измерения скорости:

где Ь — ЛБНП (аналогична Х0), Т — интервал взятия отсчетов на принятых сигналах, Бу — измеренные амплитуды огибающих эхосигналов носовым приемником (/ = 1) и кормовым приемником (г = 2) в первый (/ = 1) и второй (/' = 2) моменты времени.

При использовании формулы Ньютона для квадратичной интерполяции получено уравнение

Т2 (5|2 - 5„)К2 -¿Г(5-22 -35„ +512 + 521)К +1? (521 - Я22) = 0, (23) которое является трехчленом второй степени. Скорость судна (V) является результатом решения этого уравнения.

Для получения интерполяции более высокого порядка необходимо увеличить число моментов сканирования (для двух приёмников) или же увеличить количество приёмников, сигналы которых воспроизводят пространственную функцию. В общем случае, при интерполяции /1-го порядка требуется п+1 датчиков, которые в первый момент воспринимают сигналы 5,, 52, ..., 5„, , значение которых зависит от положения соответствующих датчиков относительно контрольной точки, а затем, в последующий момент времени, удалённый от первого момента на временной промежуток Г, один из датчиков принимает сигнал 1)2, относительно которого составляется уравнение для определения V. При интерполяции второго порядка (п=2) нужно иметь три приемника. При условии Ь/= ¿2= Ь, получим

Гг(5„ -2521 +531)К2 +7Х(4521 -З531 + -^ = 0. (24)

Выбор того или иного варианта для вычисления скорости интерполяционным методом зависит от многих факторов. Главным является точность вычислений, которая определяет порядок интерполирующего многочлена, последний, в свою очередь определяет количество требуемых датчиков или число моментов выборки для двух датчиков.

При переменном интервале сканирования в первый момент времени I/ сигналы со значениями 5у/ и запоминаются, и по полученным значениям сигналов воспроизводится линейная интерполирующая функция <р (х) (рисунок 6) в виде линейной интерполяционной функции у(х). В последующие моменты времени (1, 2, 3, ..., п-1, п) с определенной дискретизацией л?, величина которой зависит от требований точности и от возможностей счетчика времени измеряются сигналы на кормовом приемном элементе 822, Бгз, ..., 8211-1. Бгп и одновременно воспроизводятся значения сигналов 522, ..., 52(„_]),

5'2л, которые есть соответствующие значения интерполирующей функции у(х). Эти сигналы соответствующими парами подаются в устройство для сравнения сигналов.

У.э*

Рисунок 6 - Вид пространственной функции, интерполяционной линии и порядок измерения амплитуд сигналов

Непрерывно в процессе измерения ведется отсчет времени от момента первой выборки до момента совпадения сигналов 52„ и . Таким образом, после измерения суммарного промежутка времени скорость вычисляется по формуле

Г = — х5"-^1, (25)

Т51]-5'2|

где Тг — суммарное время; Б21— значение сигналов Я2п или £2п в момент совпадения.

Для повышения точности измерения лучше вести непрерывный отсчет времени и сигналы сравнивать непрерывно. Однако поскольку датчики, воспроизводящие пространственную функцию, являются приемопередающими элементами антенной системы, то при импульсном режиме излучения дискретизация выборки и сравнения сигналов в каждом канале неизбежна.

В рассматриваемом методе можно также фиксировать время Т в тот момент, когда 522 = 51,,, и скорость объекта при этом определять по формуле У = Ь}Т.

В результате теоретических исследований разработан интерполяционный способ измерения скорости, аналогичный автокорреляционному способу, который представлен следующей моделью [23].

Передающая система обеспечивает режим излучения одноэлементной антенной системы. Отраженный от грунта сигнал в момент времени воспринимается приемным элементом со значением . В момент времени Г? отраженный сигнал опять воспринимается со значением . Скорость судна определяется из выражения

Т-ЪР

где т — масштабный коэффициент, имеющий размерность м/В и зависящий от характеристик грунта; Р — угол наклона интерполирующей линии к оси абсцисс.

Для полученных алгоритмов в диссертации разработаны структурные схемы измерителей скорости.

Измерение скорости судна, как и любое измерение, производится с определенной погрешностью, которая зависит от многих факторов. В первую очередь на величину погрешности будут влиять некоторые особенности самого принципа интерполяционного измерения скорости, а также ошибки в измерениях величин, которые входят в расчетные формулы скорости (в частности, база/., промежуток времени Т, величины сигналов 5г/).

При измерении скорости по выражению (25) погрешность измерения скорости будет иметь вид

= + ^ + + (27) чЬ Т 5'11-5,21

где дГ, е = &Б22 -д£, причем дб1,, = д521 абсолютные погрешности измеряемых величин. Величина £ в данном случае характеризует точность интерполяции пространственной функции. При характеристиках лага: Ь = 0,0175 м, Т— 0,0005 с, 822 — 821 ~ 0.05 В, величине предельных абсолютных погрешностей указанных параметров — 1 %, относительная погрешность измерения скорости составит 7,1 %.

При интерполяции второго порядка получено следующее выражение для погрешности измерения скорости судна:

д£ &Т 2-(5'12 — .!>2|)

При характеристиках лага: Ь = 0,0175 м, Г= 0,0005 с, Бц = -1,258 В, Бп = -1,175 В, й/ = -1,928 В, 822 = -1,875 В, £ = 0,0005 В, величине предельных абсолютных погрешностей указанных параметров — 1 %, относительная погрешность измерения скорости составит 2,4 %.

Показано, что уменьшения методической погрешности можно добиться уменьшением интервала, на котором интерполируется пространственная функция.

В шестой главе разработаны методы повышения эффективности стендовых испытаний ГАЛ с ЛБНП. На основе анализа известных формул ПФЛК АОЭС со своими коэффициентами характеристик грунта получены выражения для перерасчета коэффициентов, характеризующих рассеянную (некогерентную) компоненту, создаваемую объектом локации (неровности отражающей поверхности), которые дают возможность использовать одну формулу НФАК вместо трех известных.

д У = Ух

(28)

Инвариантность применения выражений для НФАК и интервалов корреляции можно определить, если составить отношения т03/то' и т03/т02, которые имеют вид

2,12 • (А0 5 / 2)■кн ' (29)

= г1 = У2?г+• 2 • 12У? • /2>

32 т1 2,33078 - (Д0-3/2) ' (30)

где т1 — интервал корреляции для НФАК экспоненциальной зависимости от аргумента во второй степени; т^ — интервалы корреляции для НФАК АО-ЭС при слаборасчлененном рельефе и при сильнорасчлененном рельефе соответственно; кн — коэффициент, характеризующий степень неровностей отражающей поверхности; Д0>5 — ширина характеристики антенной системы на уровне 0,5 по мощности. На основе анализа полученных выражений (29), (30) сделаны выводы, что при предварительных расчетах характеристик приемно-излучающих трактов ГАЛ с ЛБНП можно использовать выражение для НФАК АОЭС с экспоненциальной зависимостью от аргумента во второй степени.

Разработанная в диссертации физическая модель процесса декорреляции АОЭС, принятых антенной системой ГАЛ с ЛБНП, представлена в виде воздействия аддитивной помехи определенной величины на формируемые сигналы при наличии угла сноса судна. Причем корреляционные и спектральные характеристики первичных АОЭС и помехи должны быть одинаковы. В соответствии с физической моделью разработана математическая модель декоррелиро-ванных процессов в виде суммы двух нормальных случайных стационарных в широком смысле некоррелированных процессов, умноженных на коэффициенты искажения:

и«) = КгХ0) + К2-¥(1),

У(О = Кг-Х({ + то) + Кг¥« + т0), (31)

где К/ и К2 - коэффициенты искажений процессов; т0 — искусственный сдвиг процессов, соответствующий транспортному запаздыванию. Получена система уравнений для расчета коэффициентов искажений НФАК и НФВК, которая имеет вид

К? + К* = 1;

2-КгК2 = Р(С), (32)

где Р(С) - функция, описывающая закон изменения максимума ВКФ по оси ординат. Результаты машинного моделирования АОЭС представлены на рисунке 7, где ра, рху - НФАК (1) и НФВК (2), полученные расчетным путем по

формулам; р'а, р'ху - НФАК (3) и НФВК (4), полученные путем обработки сформированных процессов.

В результате исследований показано, что разработанные физическая и математическая модели, а также алгоритм формирования амплитуд огибающих эхосигналов отвечают требованиям при исследовании ГЛЛ с ЛБНП. Рх*, Р^. Рис,Р*у

0.8 0.6 0.4 0.2

0 ■ 0.2

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 т, с Рисунок 7 - Вид нормированных функций автокорреляции и взаимной корреляции

В седьмой главе проведена разработка методов повышения безопасности плавания с применением измерителей скорости с ЛБНП, то есть подсистемы вторичной обработки информации.

Анализ взаимно корреляционного способа измерения скорости показывает, что из-за отсутствия в корреляторе информации об угле сноса лаг будет индицировать завышенную скорость У„ по сравнению с продольной скоростью Ух. В диссертационной работе на основе разработанного треугольника скоростей для корреляционных ГАЛ получены аналитические зависимости для определения составляющих вектора скорости У„, Уу и угла сноса С для случая одной пары приемников при взаимно корреляционном и взаимно автокорреляционном способах измерения скорости. Определены зоны нечувствительности, которые определяются конструктивными решениями коррелятора, рассчитанного на максимальную скорость судна, и даны рекомендации по выбору количества приемников и возможным способам применения интерполяционных способов измерения скорости.

Также разработаны методы повышения информационных возможностей ГАЛ с ЛБНП (определения параметров течения), использующих ВАМ- и ВИц-способы измерения скорости, при воздействии течения и движении судна по криволинейной траектории. При воздействии течения обобщенные уравнения индицируемых лагом скоростей ВАМ- и ВИц-способами измерения для /-го курса судна соответственно имеют вид

V,г = VI + Ут2 + 2 УСУГ со з(Кт -К,); (33)

К2 - КК, + К2 + 2ККсо5(Кт -К,)- У1ЦУТсоз(Кт = 0, (34) где К, - скорость, измеренная ВАМ-способом, Ус - скорость судна относительная, Ут — скорость течения средняя, Кт — направление течения, А",- — ¡"-й курс

у ^ I«' v \ \

> \ л л

, 2 X/3 4 'л

л

судна, Уи — индицируемая скорость, измеренная ВИц-способом. Маневр выполняется на трех курсах. После решения систем уравнений для трех курсов и отдельных преобразованных уравнений получены аналитические зависимости для определения Кт, V,,, и Ус, а также возможные методы их совместной обработки. Так как разрешить систему уравнений для ВИц-способа относительно Кт в аналитическом виде нельзя, то она преобразовывается и решается методом Ньютона на ЭВМ.

Разработанные алгоритмы обработки измеренных скоростей позволяют повысить точность определения элементов скоростного треугольника лагов с ЛБНП и могут быть рекомендованы для использования в устройствах осреднения измеренных и расчетных параметров.

В восьмой главе для подтверждения выводов и рекомендаций, сделанных в диссертационной работе, приведены результаты экспериментальных исследований, выполненных на разработанных и изготовленных макетных образцах ГАЛ с ЛБНП и их отдельных блоках (рисунки 4, 5) при различных характеристиках приемоизлучающих трактов и условиях эксплуатации. Исследования проводились на специальных стендах и маломерном катере на акватории Амурского залива.

Одной из основных задач экспериментальных исследований являлась оценка возможности реализации точности измерения скорости судна, границ устойчивости работы КГ АЛ при изменении углов сноса судна и глубины под килем различными типами ГАЛ с ЛБНП, а также использование квазинепрерывного излучения.

Результаты стендовых и морских испытаний, ГАЛ с ЛБНП с непрерывным режимом излучения показали, что ГАЛ с ЛБНП обеспечивают точность измерения скорости, близкую к потенциальной, полученной теоретически, что очень важно для обеспечения безопасности плавания на малых глубинах.

В главе произведено имитационное моделирование разработанных типов вычислительных устройств корреляционного лага на основе использования функций СМР.

Для имитационного моделирования были сформированы два случайных процесса, каждый из которых содержит по три случайных процесса длительностью 10 секунд и имеет различную ширину корреляционных функций, зависящую от характеристик грунта. Статистические характеристики процессов обоснованы и соответствуют характеристикам корреляционного лага "БЛЬ-Ш". Однако величина частоты несущих колебаний выбрана ниже (^ = 2,5 МГц) для увеличения расстояния до рабочего слоя водной среды.

В пакете прикладных программ МаЙгЬаЪ были синтезированы функциональные схемы вычислительных устройств лагов для измерения продольной (курсовой) скорости судна с традиционными корреляторами, а также с корреляторами на основе использования функций средних модулей разностей.

Дисперсии величины измеренной задержки сигналов в установившемся режиме при измерении продольной скорости судна с использованием прямых методов оценки корреляционных функций Ок[тг] ~ 3-10"10 с2, а при использовании функций средних модулей разностей — Ос[т2] ~ 0,1-10'10 с2. Средние квад-

ратические (флюктуационные) относительные погрешности измерения скорости (V = 5,2 м/с) составляют соответственно: 5Vk ~ 2,7 %, 5VC ~ 0,51 %. Результаты моделирования подтвердили с достаточной степенью сходимости ранее сделанные теоретические выводы о том, что дисперсия измеренной задержки сигналов у модели для измерения продольной скорости с использованием функций средних модулей разностей меньше, чем у корреляторов с использованием прямых методов оценок корреляционных функций.

Для моделирования работы схемы стабилизации флюктуационных погрешностей были использованы сформированные случайные процессы. Заданный уровень стабилизации р*у(0) = 0,3. Уровень нормированной взаимной корреляционной функции при нулевом временном сдвиге при заданных характеристиках грунта изменяется от 0,08 до 0,304. Величина относительной средней квадратической погрешности измерения заданной корреляционной задержки при включенной схеме фильтрации уменьшилась с 0,42 % до 0,28 % и остается достаточно стабильной.

Функционирование схем лагов при неидентичных амплитудных характеристиках каналов лагов моделировалось при уменьшении амплитуд второго канала на 10 %. Результаты моделирования показали достаточно хорошую сходимость полученных величин погрешностей и погрешностей, рассчитанных rio выражениям (22)-(25). Расхождение в величинах погрешностей от 0 % до 30 %.

Заключение

В диссертационной работе на основании выполненных исследований получены следующие основные научные результаты и выводы

1. Предложены информационно-физические модели перспективной гидроакустической навигационной системы и гидроакустического лага с линейными базами направленных приемников с учётом специфики их применения. Выделены основные процессы, которые происходят при работе подобных систем, подтверждено явление декорреляции эхосигналов вследствие влияния сигналов объемной реверберации. Предложена математическая модель принятых антенной системой лага эхосигналов.

2. Осуществлена классификация ГАЛ с ЛБНП, их погрешностей и методов возможного уменьшения погрешностей, которые приводят в единую систему терминологию в этой области научных исследований. Классификация ГАЛ позволяет синтезировать около 10000 типов ГАЛ.

3. Теоретически обоснованы и подтверждены экспериментальным путем параметры амплитудной модуляции режима излучения ГАЛ с ЛБНП, который в 1,45 раза информативнее, чем у лагов типа "SAL".

4. Обоснована возможность использования функций средних модулей разностей амплитуд огибающих эхосигналов для измерения скорости в ГАЛ с ЛБНП и разработаны структурные схемы ГАЛ с ЛБНП на этой основе.

5. Получены новые математические выражения:

— флюктуационных погрешностей ВИц-, ВАМ-, ВАКС-способов измерения скорости с учетом углов сноса судна и произвольно заданным уровнем

рабочей точки автоматических корреляторов при использовании прямых и косвенных оценок корреляционных функций для измерения скорости;

- оценки влияния неидентичности амплитудных характеристик приемных каналов лага на погрешности измерения скорости судна;

- относительной погрешности КГАЛ при килевой качке судна и даны рекомендации по выбору места установки антенной системы с учетом влияния качки и рыскании судна на курсе;

- оценки инструментальных погрешностей интерполяционных измерителей скорости.

6. Проведен анализ структурных схем КГАЛ, разработанных при участии автора, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения, прошедших стендовые и морские испытания, даны рекомендации по наиболее перспективным моделям.

7. Исследовано влияние характеристик грунта на флюктуационные погрешности КГАЛ, а также предложен метод и разработана структурная схема лага с компенсацией влияния изменения характеристик отражающей поверхности на флюктуационную погрешность измерения скорости судна.

8. Произведена оценка эффективности и выбор основных КСИС с использованием в качестве критерия оптимальности минимальных флюктуацион-ных погрешностей при максимальных углах сноса судна. Обосновано, что ВИц-и ВАКС-способы измерения скорости сохраняют работоспособность в интервале реально существующих углов сноса и их флюктуационные погрешности не превышают 1 %, а также, что с точки зрения устойчивости при больших углах сноса, минимума погрешностей и простоты реализации является использование в КГАЛ алгоритмов обработки эхосигналов на основе использования функций средних модулей разностей амплитуд эхосигналов.

9. Теоретически обоснована возможность измерения скорости судна на основе использования способов квадратичного интерполирования при постоянном и переменном интервалах взятия отсчетов амплитуд эхосигналов.

10. Разработан и защищен авторским свидетельством интерполяционный способ измерения скорости одним датчиком.

11. Предложен и теоретически обоснован комплекс методов:

1) метод расчета характеристик тракта излучения;

2) методы повышения информативности (до 25 % от полного периода излучения) в режиме «лаг-эхолот» за счет изменения длительности излучаемых сигналов канала лага и восстановления огибающей амплитудно-модули-рованных эхосигналов при помощи специальных аппаратных средств;

3) методы измерения составляющих вектора скорости судна на основе использования функций средних модулей эхосигналов;

4) метод стабилизации флюктуационных погрешностей ГАЛ с ЛБНП при изменяющихся характеристиках отражающей поверхности;

5) методы повышения точности измерения скорости интерполяционными лагами;

6) метод повышения эффективности стендовых испытаний на основе машинного моделирования амплитуд огибающих эхосигналов, принятых ан-

тенной системой ГАЛ с ЛБ1Ш, с учетом характеристик приемоизлучающего тракта и движения судна с углом сноса по разработанным физической и математической моделям, а также математической модели инвариантности применимости выражений для корреляционных функций амплитуд огибающих эхо-сигналов;

7) методы применения лагов с ЛБНП на основе новых полученных выражений для обработки информации и разработанных треугольников скоростей, с оценкой их точности при избыточности информации, а также повышения информационных возможностей для определения параметров движения судна на криволинейной траектории, определения относительной скорости судна и элементов его сноса.

12. Результаты стендовых и морских испытаний, а также имитационное моделирование функционирования ГАЛ с ЛБНП с различными их характеристиками и в различных условиях эксплуатации подтвердили правильность выводов и рекомендаций, полученных теоретическим путем.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Доклады на конференциях

1. Завьялов, В. В. Корреляционные и спектральные характеристики эхо-сигналов лага с линейной базой приемников [Текст] / В. В. Завьялов // Сб. докл. XXXVIII Всероссийск. межвуз. НТК. Т. 1. Ч. 1. Владивосток: ТОВВМУ, 1995. -С. 65-67.

2. Завьялов, В. В. Выбор режимов излучения гидроакустических лагов [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Сб. докл. XXXV Всероссийск. межвуз. НТК. Т. 1. Ч. 1. Владивосток: ТОВВМУ, 1992. - С. 81-83.

3. Завьялов, В. В. Корреляционные функции эхосигналов, отраженных от неровных поверхностей [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев, А. А. Пан-ченко // Сб. докл. междунар. НТК, поев. 110-летию мор. образования в Приморье «Наука - морскому образованию на рубеже веков». 9-10 ноября 2000 г. -Владивосток, 2001. - С. 49-53.

4. Завьялов, В. В. Интервалы корреляции эхосигналов, отраженных от неровных поверхностей [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев, А. А. Пан-ченко // Там же. — С. 46-49 .

5. Панченко, А. А. Корреляционный измеритель скорости с аналоговым коррелятором [Текст] / А. А. Панченко, А. В. Артемьев, В. В. Завьялов // Там же.-С. 43-45.

6. Артемьев, А. В. Результаты машинного моделирования работы интерполяционного лага [Текст] / А. В. Артемьев, В. В. Завьялов // Проблемы транспорта Дальнего Востока. Мат-лы 6-й междунар. науч.-практич. конф. 5-7 октября 2005 г.- Владивосток: ДВО Российск. акад. тр-та, 2005. - С. 124-126.

Статьи

7. Завьялов, В. В. Корреляционный лаг с импульсным излучением сигнала [Текст] / В. В. Завьялов // Судовождение: Межвуз. сб. науч. тр. / Ленинград, высш. инж. мор. уч-ще им. адм. С. О. Макарова (ЛВИМУ). — М. : 1980. — С. 113-117.

8. Завьялов, В. В. Влияние характеристик грунта на погрешности корреляционного лага [Текст] / В. В. Завьялов; Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ). — Владивосток, 1987. — 8 е.: ил. Библиогр. 8 назв. — Деп. в В/О «Мортехинформреклама», № 777-мф87.

9. Абрамович, Б. Г. Информационные возможности корреляционных лагов [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов //Морской транспорт. Экспресс-информация. Сер. Судовождение и связь — / В/О «Мортехинформреклама». — 1987, вып. 2 (197). - С. 20-25.

10. Абрамович, Б. Г. Использование корреляционного лага для определения параметров движения судна [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов. — НТО ВТ. Изд. № 119/2-В. — Владивосток, 1992.-51 с.

11. Завьялов, В. В. Модель эхосигналов лага с линейной базой направленных приемников [Текст] / А. В. Артемьев, В. В. Завьялов // Сб. статей «Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники ВМФ». - Владивосток : ТОВМИ, 2002. - Вып. 39 - С. 63-72.

12. Завьялов В. В. Формирование случайных процессов с заданными характеристиками декорреляции [Текст] / А. В. Артемьев, В. В. Завьялов // Там же. - С. 73-78.

13. Артемьев, А. В. Стабилизация погрешностей измерителя скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / А. В. Артемьев, В. В. Воробьев, В. В. Завьялов, А. А. Панченко // Вестн. Морского государственного университета. Сер. Судовождение — Владивосток : МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2004, вып. 2. - С. 76-80.

14. Завьялов, В. В. Оценка флюктуационных погрешностей лагов, построенных на использовании функций средних модулей разностей [Текст] / В. В. Завьялов, В. В. Воробьев // Там же. - С. 81-83.

15. Воробьев, В. В. Моделирование функционирования измерителей скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / В. В. Воробьев, В. В. Завьялов // Вестн. Морского государственного университета. Сер. Судовождение. - Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2005. — Вып. 9. — С. 14-20.

Монографии

16. Завьялов, В. В. Измерители скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / В. В. Завьялов. Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2004. — 176 с.

Работы, опубликованные в изданиях рекомендованных ВАК РФ

17. А. с. 818278 СССР, МКИ3 С01Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР). -№ 2757236/ 18-10; заявлено 28.03.79, опубл. 10.02.2000, Бгол. № 4. - С. 294.

18. А. с. 907441 СССР, МКИ3 в01Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР). -№ 2911701 /18-10; заявлено 14.04. 80; опубл. 23.02.82, Бюл. №7. - 6 с.

19. А. с. 907442 СССР, МКИ3 С01Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости [Текст] /Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР).-№ 2952860/18-10; заявлено 11.07.80; опубл. 23.02.82, Бюл. №7.-8 с.

20. А. с. 1040418 СССР, МКИ3 С01Р 3/64, С01С 22/02. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР). -№ 3435580/18-10; заявлено 23.04.82; опубл. 07.09.83, Бюл. № 33. -4 с.

21. А. с. 1070482 СССР, МКИ3 в01Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР). -№ 3462115/18-10; заявлено 24.05.82; опубл. 30.01.84, Бюл. № 4. - 4 с.

22. А. с. 1101003, СССР, МКИ3 С01Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР) -№ 3301870/18-10; заявлено 11.05.81; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4. - С. 494.

23. А. с. 1274457 СССР, МКИ3 в01Р 3/00 С01Р 5/00. Способ определения скорости судна относительно грунта [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов, А. А. Панченко и А. В. Артемьев (СССР). - № 3766989/24-10; заявлено 06.07 84; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4. - С. 494.

24. А. с. 1275294 СССР, МКИ3 в01Р 3/80. Корреляционный измеритель скорости [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов, А. А. Панченко и А. В. Артемьев (СССР).- № 3850586/24-10; заявлено 29.12.84; опубл. 07.12.86, Бюл. №45.-6 с.

25. Завьялов, В. В. Основы теории измерителей скорости с использованием средних модулей разностей амплитуд эхосигналов [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2004. — Спецвыпуск № 2. — С. 20-22.

26. Завьялов, В. В. Классификация измерителей скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М.: Морские вести России, 2004. — Спецвыпуск № 2. - С. 104-106.

27. Завьялов, В. В. Моделирование эхосигналов измерителей скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2004. — Спецвыпуск № 2. - С. 107-110.

28. Завьялов, В. В. Теоретические основы интерполяционных измерителей скорости [Текст] / В. В. Завьялов, Б. Г. Абрамович // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. — Спецвыпуск № 3. — С. 15—19.

29. Завьялов, В. В. Флюктуационные погрешности корреляционных измерителей скорости [Текст] / В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. - С. 26-29.

30. Завьялов В. В. Статистические характеристики амплитуд огибающих эхосигналов, отраженных от неровных поверхностей [Текст] / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев, А. А. Панченко // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. — С. 32-34.

31. Абрамович, Б. Г. Методы применения измерителей скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. — Спецвыпуск № 3. - С. 112-115.

32. Воробьев, В. В. Информационно-физическая модель корреляционного лага [Текст] / В. В. Воробьев, В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2006. — Спецвыпуск № У. - С. 18-21 .

33. Воробьев, В. В. Погрешности корреляционного лага с обработкой сигналов по функциям средних модулей разностей [Текст] / В. В. Воробьев, В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2006. — Спецвыпуск №/". - С. 30-33.

Личный вклад автора. Работы [1, 7, 8, 16, 26, 29] выполнены автором лично. В работах [2, 5, 17-24] автор участвовал в постановке задач, разработке алгоритмов, структурных и принципиальных электрических схем, макетировании устройств, стендовых и натурных испытаниях. В работах [3, 4, 9-14, 25, 27, 28, 30-33] автор участвовал в постановке задач, получении аналитических выражений. В работах [6, 15, 27] автор участвовал в постановке задач, разработке структурных схем имитационных моделей и их моделировании, выполнял численные исследования. Работы [1-8, 11-16, 25—33] выполнены по инициативе автора.

Завьялов Виктор Валентинович

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ НА ОСНОВЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ ПРИБОРОВ С ЛИНЕЙНОЙ БАЗОЙ НАПРАВЛЕННЫХ ПРИЕМНИКОВ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Усл. изд. л. 2,0; уч.-изд. л. 2,0 Формат 60 х 84'/|6

Тираж 100 экз. Заказ № 500

Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм. Г. И. Невельского 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

Основные условные сокращения и обозначения.

Введение.

1 Анализ современных проблем обеспечения безопасности плавания с использованием гидроакустических навигационных приборов.

1.1 Анализ проблем автономных навигационных систем

1.1.1 Сравнительный анализ основных технико-эксплуатационных характеристик доплеровских гидроакустических лагов и лагов с

ЛБНП.

1.1.2 Корреляционные системы измерения скорости.

1.1.2.1 Измерители скорости, работающие по прямым оценкам корреляционных функций

1.1.2.2 Анализ основных погрешностей корреляционных способов измерения скорости судна.

1.1.2.3 Анализ возможности использования косвенных оценок корреляционных функций для измерения скорости

1.1.3 Интерполяционные системы измерения скорости.

1.2 Анализ моделей неровностей отражающих поверхностей.

1.3 Обоснование необходимости формирования декоррелированных случайных процессов.

1.4 Выводы по первой главе.

2 Разработка моделей, классификация основных подсистем гидроакустической навигационной системы и их погрешностей 64 2.1 Разработка модели гидроакустической навигационной системы с ЛБНП.

2.1.1 Разработка информационно-физической модели системы.

2.1.2 Информационно-физическая модель лага с ЛБНП.

2.1.3 Уточнение математической модели эхо-сигналов лага с ЛБНП

2.2 Классификация гидроакустических навигационных систем с

ЛБНП.

2.3 Классификация погрешностей корреляционных гидроакустических лагов и методов их уменьшения.

2.3.1 Классификация погрешностей корреляционных гидроакустических лагов.

2.3.2 Классификация методов уменьшения погрешностей лагов

2.4 Выводы по второй главе.

3 Обоснование характеристик подсистемы приемоизлучающего тракта.

3.1 Виды эхо-сигналов и коэффициенты взаимной корреляции эхо-сигналов при различных режимах излучения.

3.1.1 Основные требования, предъявляемые к приемоизлучающему тракту.

3.1.2 Непрерывный режим излучения.

3.1.3 Импульсный режим излучения с характером модуляции типа "меандр".

3.1.4 Режим излучения с импульсно фазокодовой модуляцией излучаемого сигнала.

3.2 Корреляционные и спектральные характеристики эхо-сигналов корреляционных лагов.

3.2.1 Характеристики эхо-сигналов разработанных лагов.

3.2.2 Экспериментальные исследования статистических характеристик эхо-сигналов лага "S AL-R1".

3.3 Обоснование режимов излучения и метода расчета антенной системы лагов с линейной базой направленных приемников.

3.3.1 Виды излучения.

3.3.2 Метод расчета антенной системы.

3.3.3 Зона устойчивости работы корреляторов при импульсном и квазинепрерывном режимах излучения.

3.4 Выводы по третьей главе.

4 Разработка подсистемы вычислительных устройств корреляционных лагов.

4.1 Варианты построения вычислительных устройств корреляционных лагов с использованием прямых методов оценок корреляционных функций.

4.2 Разработка методов измерения скорости, на основе использования функций средних модулей разностей.

4.2.1 Теоретическое обоснование методов.

4.2.2 Разработка структурных схем вычислительных устройств лагов

4.3 Погрешности корреляционных измерителей скорости.

4.3.1 Флюктуационные погрешности.

4.3.2 Оценка флюктуационных погрешностей лагов, построенных на основе функций средних модулей разностей.

4.3.3 Влияние характеристик отражающей поверхности на погрешности корреляционного лага.

4.3.4 Влияние килевой качки на погрешности корреляционного гидроакустического лага.

4.3.5 Влияние рыскания судна на показания корреляционного лага

4.3.6 Погрешности корреляционного лага вследствие неидентичности амплитудных характеристик приемных каналов.

4.4 Разработка новых типов корреляционных лагов.

4.5 Оценка эффективности корреляционных гидроакустических лагов.

4.6 Разработка схемы стабилизации флюктуационных погрешностей при изменении характеристик отражающей поверхности

4.7 Выводы по второй главе.

5 Разработка алгоритмов и структурных схем подсистемы вычислительных устройств интерполяционных лагов.

5.1 Обоснование использования метода квадратичного интерполирования (Эйткена, Ньютона).

5.1.1 Теоретическое обоснование.

5.1.2 Структурная схема интерполяционного измерителя скорости.

5.2 Обоснование методов повышения точности измерения скорости

5.2.1 Обоснование использования п+1 датчиков.

5.2.2 Обоснование использования переменного интервала сканирования.

5.2.3 Структурная схема интерполяционного лага с переменным интервалом сканирования.

5.3 Разработка способа измерения скорости с одним датчиком и устройства для его осуществления.

5.4 Оценка точности измерения скорости интерполяционными способами

5.4.1 Оценка точности способа измерения скорости с двумя датчиками при линейной интерполяции.

5.4.2 Оценка точности способа измерения скорости с двумя датчиками при интерполяции второго порядка.

5.4.3 Оценка точности измерения скорости системы с одним датчиком

5.5 Выводы по пятой главе.

6 Разработка метода повышения эффективности стендовых испытаний лагов с линейной базой направленных приемников

6.1 Решение задачи инвариантности применения различных выражений для корреляционных функций эхо-сигналов.

6.2 Разработка физической модели процесса декорреляции эхо-сигналов лага с линейной базой направленных приемников при движении судна с углом сноса.

6.3 Разработка метода моделирования декоррелированных случайных процессов.

6.4 Моделирование декоррелированых случайных процессов для повышения эффективности стендовых испытаний.

6.5 Выводы по шестой главе.

7 Разработка методов повышения безопасности плавания с использованием измерителей скорости с линейной базой направленных приемников.

7.1 Методы повышения информационных возможностей.

7.2 Методы определения параметров движения судна при движении по криволинейной траектории.

7.3 Оценка точности определения элементов скоростного треугольника

7.4 Определение угла дрейфа на основе интерполяционных способов измерения скорости.

7.5 Выводы по седьмой главе.

8 Экспериментальная проверка гидроакустической навигационной системы.

8.1 Результаты испытаний некоторых типов гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников.

8.1.1 Цель стендовых и морских испытаний.

8.1.2 Программы и методики стендовых испытаний.

8.1.3 Программы и методики морских испытаний.

8.1.4 Результаты испытаний корреляционных лагов.

8.1.5 Результаты испытаний лагов, построенных на основе использования функций средних модулей разностей амплитуд огибающих эхо-сигналов.

8.1.5.1 Функциональная схема вычислительного устройства лага модель 1).

8.1.5.2 Результаты стендовых испытаний.

8.1.5.3 Функциональная схема вычислительного устройства лага (модель 2).

8.1.5.4 Результаты стендовых испытаний.

8.1.6 Результаты испытаний интерполяционного лага и эхолота.

8.1.6.1 Результаты имитационного моделирования работы интерполяционного лага.

8.1.6.2 Результаты стендовых испытаний эхолота и интерполяционного лага.

8.2 Машинное моделирование амплитуд эхо-сигналов лага с ЛБНП

8.3 Имитационное моделирование измерителей скорости с линейной базой направленных приемников, построенных на основе использования функций средних модулей разностей.

8.4 Имитационное моделирование схемы стабилизации флюктуа-ционных погрешностей корреляционного лага.

8.5 Имитационное моделирование вычислительных устройств лагов при неидентичности амплитудных характеристик приемных каналов.

8.6 Выводы по восьмой главе.

Актуальность проблемы. В настоящее время общепризнано, что необходимо решать комплекс крупных научно-технических проблем по повышению безопасности плавания в современных условиях судоходства. В общем комплексе проблем немаловажным является разработка автономных пассивных и активных систем навигации, к которым относятся гидроакустические системы, и методов их использования [17].

Рост тоннажа, скоростей, количества транспортных и промысловых судов привели к увеличению интенсивности судоходства. В связи с этим возросли требования к технико-эксплуатационным характеристикам лагов, информация от которых, совместно с данными от приборов курсо-указания, позволяет вести непрерывное и, притом, автономное счисление. Информация о скорости судна также используется для исключения методических погрешностей других технических средств навигации: гирокур-соуказателей, радиолокационных станций навигации и систем автоматической радиолокационной прокладки расхождения судов, спутниковых и радионавигационных систем, инерциальных навигационных систем.

За последнее десятилетие на мировом флоте изменилась ситуация с возможностью определения и коррекции элементов движения судна. Выход на эксплуатационный режим глобальных высокоточных спутниковых радионавигационных систем (СРНС) отодвинул на второй план традиционные приборы определения элементов движения судна: гирокомпас, лаг. Действительно, современные 12-ти канальные приемоиндикаторы СРНС позволяют измерять малые скорости до нескольких миллиметров в секунду и ускорения порядка 0,1 мм/с при погрешности определения координат места судна около 15 метров.

В то же время неавтономные системы навигации, к которым относятся СРНС Навстар GPS и ГЛОНАСС, не обеспечивают надежности определения места судна в условиях существования сильных электромагнитных помех (магнитные бури, промышленные помехи в диапазоне частот СРНС) [134] и экранирования сигналов спутников естественными преградами в виде высоких берегов.

В настоящее время в России существенно сократились инвестиции в разработку лагов, как абсолютных, так и относительных. По требованиям ИМО и Регистра судоходства РФ на судах, водоизмещением 500 рег.т. и более должны быть установлены устройства для указания скорости и пройденного расстояния.

Исходя из опыта эксплуатации индукционных лагов на транспортных судах, следует отметить, через 0,5-1 год после очередного докования судна уменьшение показаний лаговой скорости может достигать 30% и более в результате обрастания корпуса судна [127]. В результате этого скорость судна на большинстве судов в настоящее время вырабатывается, как правило, в основном по данным приемоиндикаторов СРНС и РНС, причем только относительно грунта. При плавании судна по счислению наиболее приемлемо использование абсолютного лага. Однако существует большой ряд задач, когда необходимо знание относительной скорости судна или относительной и абсолютной вместе (адаптивные авторулевые, радиолокационные станции, системы автоматической радиолокационной прокладки, гирокурсоуказатели, исследования течений в океане [41] и др.). Специфика мореплавания заключается в отрыве на долгое время от ремонтных баз, и в случае отказа или сбоя в работе какого-либо навигационного прибора, информация от которого не зарезервирована, увеличивается вероятность аварии.

В настоящее время абсолютными гидроакустическими лагами (ГАЛ) оснащаются крупнотоннажные суда (более 50000 per. тонн), однако имеется достаточно большое количество моделей относительных ГАЛ, которые могут устанавливаться на судах практически любого водоизмещения. В основном это лаги, работающие на эффекте Доплера (ДГАЛ) [50, 77, 78, 82]. Теоретические вопросы принципа работы, погрешностей, способов построения, аппаратурных реализаций и использования ДГАЛ достаточно хорошо изучены, и их развитие идет в основном по пути технического совершенствования по преодолению ряда трудностей методического и технического характера. Однако большие габаритные размеры антенных систем доплеровских гидроакустических лагов увеличивают вероятность их разрушения при плавании в ледовых условиях и затрудняют последующий ремонт [155].

Специалисты в области судовождения уделяют большое внимание вопросам практического использования лагов (способам измерения абсолютной и относительной скоростей, определению и учету поправок лагов, методам расчета методических и инструментальных погрешностей лагов, а также их компенсации, минимизации и учету во время плавания) [157].

Одной из сложных подсистем в общей автоматизированной системе судовождения является подсистема гидроакустических навигационных приборов, которая включает в себя гидроакустические лаги и эхолоты. Традиционно эта подсистема обеспечивает раздельное определение только продольной скорости судна (редко все элементы скоростного треугольника в абсолютном и относительном движениях) и глубины под килем.

Теоретические и экспериментальные исследования, проводимые с целью дальнейшего совершенствования и развития аппаратуры автономной навигации, привели, по мнению отечественных и зарубежных специалистов, к разработке достаточно перспективных корреляционных и интерполяционных измерителей скорости, а также корреляционно-экстремальных систем навигации. Системы навигации с интерполяционной обработкой эхосигналов [18] не относятся по классификации к корреляционно-экстремальным. Соискателем предложен новый классификационный термин, который объединяет корреляционно-экстремальные и интерполяционные системы - навигационные системы с линейной базой направленных приемников (ЛБНП). Одним из первых термин «линейная база направленных приемников (вибраторов)» ввел отечественный ученый Блинов И. А. [49] для разностно-временного способа измерения скорости судна.

ГАЛ, построенными на этих способах измерения скорости (СИС), являются соответственно корреляционные и интерполяционные гидроакустические лаги (KTAJ1 и ИГАЛ). Эти лаги имеют хорошие перспективы в эксплуатации благодаря их полной автономности, простоте, высокой точности и способности работать в достаточно сложных гидрометеорологических условиях.

Принцип работы этих лагов основан на корреляционных и интерполяционных способах обработки огибающих эхосигналов (ОЭС) и начал интенсивно исследоваться в середине 1970-х годов [14, 26-34, 36, 37, 40, 42, 44, 47, 48, 51-54, 57-61, 63, 67-70, 86, 130]. Это такие модели как "SAL-ACCOR", "SAL-R1", "SAL-865", "Quo Vadis", "МХ-810" [126, 187, 188, 198, 205, 163, 14], которые наряду с информацией об абсолютной (относительной) скорости судна позволяют одновременно получать информацию и о глубине под килем. В этих моделях реализуется корреляционный способ обработки амплитуд огибающих эхосигналов (АОЭС), принятых, как минимум, на две приемные антенны.

Опубликованные в 1970 - 2000 годах работы отечественных и зарубежных ученых [2-6, 19-21, 40, 26-28, 67-70, 63, 91, 86, 130, 136, 139, 147,148, 158, 159,164, 176-208] по корреляционным экстремальным системам (КЭС), в том числе по использованию штатных гидроакустических навигационных приборов для целей определения места судна [118-123.], корреляционным гидроакустическим лагам (КГАЛ) и интерполяционном способе измерения скорости (ИСИС) позволяют сделать вывод о нескольких СИС и конструктивных реализациях этих способов.

В теоретическом и техническом плане эти измерители скорости еще не достаточно изучены, отсутствуют достаточно полные (системные) теоретические и экспериментальные исследования в области именно гидроакустических лагов с ЛБНП, которые дополнительно могут измерять глубину под килем, методов уменьшения их погрешностей, стендовых испытаний, а также практического использования.

Гидроакустические лаги с линейной базой направленных приемников имеют ряд преимуществ перед традиционными доплеровскими ГАЛ (независимость показаний скорости корабля от скорости распространения звука в водной среде и наклонах грунта, большая устойчивость работы при качке корабля и наклоне грунта, установка гидроакустических антенн в клинкеты диаметром от 32 мм до 300 мм при различной рабочей глубине, достаточно малая мертвая зона по рабочей глубине [163]).

На пятой Российской научно-технической конференции "Современное состояние и проблемы навигации и океанографии" в докладе С. П. Алексеева [17] говорится, что «настоящее время в области навигационного приборостроения, разработок технических средств гидрографии и гидрометеорологии обеспечено решение ряда крупных научных проблем и сложных технических задач, результатом которых является создание совершенных корабельных навигационных комплексов .»; «большое значение придается совершенствованию вопросов автоматизации, унификации и уменьшения массогабаритных характеристик, представляющих достаточно сложные, но решаемые научно-технические задачи .»; «перспективным для навигационного вооружения кораблей всех классов представляется реализация интегрированных систем ориентации и навигации, сопряженных с электронными картографическими навигационно-информационными системами и приемной аппаратурой спутниковых навигационных систем ГЛОНАССАЗРЗ, а также корреляционно-экстремальными навигационными системами».

На этой же конференции в докладе А. А. Комарицина [17] сообщается, что «увеличение осадки и размерений судов потребует перейти на новые стандарты при создании карт на важные районы. Международная гидрографическая организация уже ввела в действие новый международный стандарт на гидрографические работы, в соответствии с которым требования к точности измерения и "привязки" глубин значительно ужесточены: погрешность в измерении глубины на подходах к портам не должна превышать 10 см, а в плановой "привязке" - 25-100 см».

Проблемная ситуация. С одной стороны, использующиеся в настоящее время на судах гидроакустические доплеровские лаги, эхолоты, электронные картографические информационные навигационные системы, СРНС и индукционные лаги не отвечают в полной мере растущим требованиям по обеспечению безопасности плавания в современных условиях судоходства по: точности, надежности и ремонтнопригодности, системности выделения и комплексной обработке информации от разнородных приборов, что значительно снижает потенциальные возможности перспективных гидроакустических навигационных систем. С другой стороны, гидроакустические навигационные системы с ЛБНП отечественной промышленностью не производятся.

Разрешать указанную проблему необходимо путем разработки новых алгоритмов, моделей и систем на основе комплексной обработки информации от однородных и разнородных гидроакустических навигационных приборов с ЛБНП и получения в результате этого улучшенных качественных и количественных показателей безопасности мореплавания.

Следовательно, необходимость повышения безопасности плавания за счет разработки научно обоснованных методов и систем на основе существующих и новых гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников определяет актуальность крупной научно-технической проблемы, решаемой в диссертации.

Научный базис для решения проблемы. Опубликованные в 19582004 годах работы отечественных и зарубежных ученых (Б. Г. Абрамович, N. I. Апс1егто, М. К. Боркус, А. М. Бочкарев, Д. В. Васильев,

B. И. Воловов, Р. N. Denbigh, F. R. Dickey, С. Ф. Козубовский, А. А. Кра-совский, Ф. Ланге, В. П. Тарасенко, и др. ) по корреляционным экстремальным системам, корреляционным и интерполяционным лагам позволяют сделать вывод о нескольких способах измерения скорости и конструктивных реализациях этих способов. Некоторые аспекты специальных исследований аппаратуры с применением случайных процессов описаны в литературе (Дж. Бендат, В. В. Быков, Ю. И. Грибанов, А. П. Жуковский,

C. Г. Зубкович, С. С. Курочкин, Г. Я. Мирский, А. К. Новиков, Ю. И. Фельдман и др.), где рассматриваются задачи, связанные с анализом случайных процессов, формированием реализаций случайных процессов с заданными спектральными характеристиками, разработкой аппаратных средств анализа корреляционных и спектральных характеристик случайных процессов. На основе этих работ формируется научное направление «Системы навигации с линейной базой направленных приемников».

Содержание ряда работ [17, 118-123, 129], опубликованных в последнее время, и более ранних работ [172-174] позволяет сделать вывод о существенном интересе к разработке корреляционно-экстремальных батиметрических систем навигации. Таким образом, первой научной задачей является разработка информационно-физической модели перспективной гидроакустической навигационной системы, решающей комплекс задач навигации и судовождения по определению составляющих вектора скорости судна, глубины под килем и координат места судна, объединяющей в себе корреляционно-экстремальные систему, корреляционный и интерполяционный лаги, а также эхолот.

Если авиационные КИС достаточно хорошо описаны в литературе: основополагающая монография М. К. Боркус и А. Е. Черного [51] и последующие работы на ее основе [14, 53], то о ГАЛ таких типов и, особенно, об ИСИС в научно-технической литературе сведений мало. Основными источниками об ИСИС следует считать работы [12, 18]. Несмотря на перспективы упомянутого способа, основным теоретическим вопросам (алгоритмам работы, погрешностям) на сегодняшний день не уделено должное внимание. Имеются лишь статьи в периодической печати, посвященные частным аспектам этого вопроса. Всё это затрудняет широкую техническую реализацию интерполяционных измерителей скорости.

Модель эхосигналов, приведенная в работе [51], не учитывает специфику области применения вышеупомянутых СИС на морских и речных судах, которая заключается в том, что сигналы распространяются в гидросреде, где они подвержены существенному влиянию затухания, рассеяния, реверберации и других факторов. Причем, эхосигналы от влияния рассеяния и реверберации являются носителями полезной информации в режиме измерения относительной скорости судна.

Классификация и определения, изложенные в работах [44, 52, 86, 130], дают только общие представления по корреляционным экстремальным системам, корреляционным измерениям и устройствам. Поэтому необходима систематизация и формулировка единых определений по ГАЛ с ЛБНП, а также их погрешностей с целью облегчения дальнейших работ в этой области научных исследований.

Учитывая, что вертикальное излучение сигналов позволяет одновременно с измерением скорости движения носителя ГАЛ измерять глубину под килем [14, 48, 162, 187, 188, 192], необходимо обосновать характеристики тракта излучения ГАЛ в режиме «лаг-эхолот» на одну антенную систему.

Лагам с ЛБНП, как и любому измерительному прибору, присущи методические и инструментальные погрешности. Одной из основных погрешностей является флюктуационная. В работах [42, 51, 53, 130, 148] рассмотрены вопросы возникновения этой погрешности и ее величины при измерении скорости взаимно корреляционным способом. Разброс величины погрешности более чем 2-4 раза объясняется в основном различными подходами авторов к существующей проблеме, а также тем, что рассматриваются простейшие модели корреляторов (без «моделей» объекта регулирования и беспоисковые). Все это вызывает необходимость более строгого подхода к вопросу исследования погрешностей лагов с ЛБНП и методов их уменьшения, учитывая существующие достижения в схемотехнике корреляторов, новые способы измерения скорости, специфические вопросы использования KTAJ1 (углы сноса, качки, рыскания).

Использование КСИС ограничено применением оценок только действительных корреляционных функций (КФ) [14, 51, 130, 148]. В то же время косвенные методы вычисления КФ и использование их для измерения скорости практически не изучены. Одним из таких методов является метод среднего модуля разности процессов [80]. При такой обработке амплитуд ОЭС вместо операции умножения используется операция вычитания, что может повысить эффективность ГАЛ с ЛБНП за счет упрощения технической реализации их вычислительных устройств. Однако отсутствуют сведения о применении функций средних модулей разностей (СМР) огибающих эхосигналов для оценки корреляционных функций для целей вычисления скорости судна, структурных схемах вычислительных устройств лагов, построенных для работы по этому методу, и их погрешностей.

При реализации в одном лаге с ЛБНП нескольких корреляционных способов измерения скорости и их технических реализаций необходимо оценить их эффективность с учетом реальных режимов эксплуатации на судах.

Вопросам описания моделей неровностей и характеристик, отраженных от них эхосигналов (ЭС) посвящено достаточно много литературы. Анализ некоторых монографий [16, 51, 53, 62, 87, 125, 131, 167, 169] позволяет сделать заключение, что современные эхолотовые системы, ГАЛ, радиовысотомеры и самолетные измерители скорости работают при излучении длин волн от 3,75-10'4 м до 0,3 м. При таком широком диапазоне длин излучаемых волн большинство отражающих поверхностей с их неровностями можно рассматривать как поверхности и с крупномасштабными, и с мелкомасштабными неровностями, с различной степени шероховатостями. Выражения для корреляционных функций амплитуд огибающих ЭС (АОЭС) описываются, как правило, следующими зависимостями: экспоненциальной и экспоненциально-косинусной первой и второй степеней, а также вида ът{т)!ъ. В связи с этим возникает задача получения зависимостей между характеристиками шероховатостей, описанными разными авторами.

При натурном и математическом моделировании измерителей скорости различных движущихся объектов и расстояний от них до отражающей поверхности, основанных на обработке радио и гидроакустических эхосигналов, возникает достаточно много проблем. Одной из важнейших проблем является знание спектральных и корреляционных характеристик отраженных сигналов, на основе которых определяются технико-эксплуатационные характеристики приемно-излучающих трактов (ПИТ) и блоков обработки АОЭС, будь то корреляционные измерители скорости (КИС), интерполяционные измерители скорости (ИИС) или другие ГАЛ с ЛБНП. Проанализировать и промоделировать работу ГАЛ с ЛБНП можно двумя основными путями: 1) смоделировать огибающие эхосигналов, отраженных от различных неровных поверхностей и принятых на разнесенные в пространстве направленные приемники; 2) получить аналитические выражения для выше указанных АОЭС. Второй путь может являться самостоятельной научной работой. При натурном моделировании очень дорогостоящими являются этапы морских испытаний. Сократить их стоимость можно, если создать имитаторы отраженных сигналов, которые в максимальной мере соответствуют реальным сигналам, отраженным от различных поверхностей. Такие имитаторы могут быть созданы в виде отдельных устройств или прикладных программ для ЭВМ. Современные пакеты прикладных программ позволяют производить машинное моделирование достаточно сложных электронных устройств, входными сигналами которых могут быть смоделированные АО-ЭС. В связи с выше изложенным, возникают следующий комплекс научных задач: а) необходимо проанализировать характеристики отражающих поверхностей, в частности, степень неровностей; б) необходимо систематизировать выражения для корреляционных характеристик отраженных сигналов; в) произвести анализ выражений для корреляционных функций отраженных сигналов при различных отражающих поверхностях; г) разработать физическую и математическую модели формирования случайных процессов идентичных эхосигналам, принятых антенной системой лага с ЛБНП при движении судна с углом сноса.

В общем комплексе задач судовождения важная роль принадлежит задачам маневрирования, в числе которых имеется движение на криволинейных участках. При этом необходимо с достаточной точностью иметь информацию о скорости судна, его курсе и угле сноса, угловой скорости поворота и радиусе циркуляции, так как эта информация является важной при удержании судна на заданной траектории (как прямолинейной, так и криволинейной), а также в случае придания ему соответствующей скорости (как линейной, так и угловой) при решении задач плавания в узко-стях, расхождения судов, швартовых операциях и производства поисковых работ. Интерес представляет оценка информативности и точности алгоритмов лагов с ЛБНП, а также возможность использования лагов с ЛБНП для решения вышеуказанных задач.

Вопросы определения поправки лага во время плавания, а также использования маневров судна для повышения информационных возможностей лагов достаточно хорошо описаны в работах [15, 35], где рассмотрены задачи, связанные с определением элементов течения, их прогнозированием, определением поправки лага и коэффициента точности счисления. Возникает необходимость использования некоторых из этих способов применительно к лагам с ЛБНП, а также решения задач связанных с повышением информационных возможностей КГ АЛ.

Цель работы. Разработка навигационных систем повышения безопасности плавания на основе гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников, методов повышения их точности, испытаний и практического использования.

Область исследования - разработка методов и систем обеспечения безопасности плавания в современных условиях судоходства.

Объектом исследования являются методы, системы навигации и судовождения, в частности гидроакустические навигационные системы, а предметом исследования - навигационные системы на основе гидроакустических навигационных приборов с линейной базой направленных приемников и методы повышения их точности, испытаний и использования.

Решение научной проблемы в соответствии со сформулированной целью включает в себя следующие задачи:

1. Разработка информационно-физической и уточнение математической моделей перспективной навигационной системы с линейными базами направленных приемников, решающей комплекс задач навигации и судовождения по определению составляющих вектора скорости судна, глубины под килем и координат места судна.

2. Разработка классификации измерителей скорости с линейной базой направленных приемников.

3. Получение аналитических зависимостей погрешностей корреляционных способов измерения скорости с учетом угла сноса судна и разработка методов уменьшения погрешностей.

4. Разработка алгоритмов работы, типов корреляционных лагов и их вычислительных устройств.

5. Разработка алгоритмов работы интерполяционных измерителей скорости.

6. Повышение эффективности стендовых испытаний лагов с ЛБНП.

7. Разработка методов применения лагов с ЛБНП.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Информационно-физическая и математическая модели навигационной системы с линейными базами направленных приемников.

2. Классификация измерителей скорости с ЛБНП.

3. Аналитические зависимости погрешностей лагов с ЛБНП.

4. Новые типы гидроакустических лагов с ЛБНП.

5. Повышение информационных возможностей лагов с ЛБНП в условиях практического применения.

6. Метод повышения эффективности стендовых испытаний лагов с ЛБНП.

Методы исследования. При решении поставленных научных задач использовались методы теории гидроакустики, корреляционного и спектрального анализа случайных процессов, имитационного моделирования и натурного эксперимента, положений теории автоматического управления и корреляционно-экстремальных систем.

Научная новизна работы. Предложены информационно-физическая модель перспективной гидроакустической навигационной системы и гидроакустического лага с линейными базами направленных приемников с учётом специфики применения и уточнением математической модели принятых антенной системой лага эхосигналов. Разработана классификация лагов с ЛБНП. Получены новые результаты по характеру и величинам погрешностей основных корреляционных способов измерения скорости, работающих по прямым и косвенным оценкам корреляционных функций, с учетом углов сноса судна, разработаны методы их уменьшения, выполнена оценка эффективности применения способов. Теоретически обоснованы новый метод расчета характеристик тракта излучения и повышения его информативности; методы измерения составляющих вектора скорости судна на основе использования функций средних модулей разностей эхосигналов; алгоритмы работы интерполяционных измерителей скорости и методы повышения точности измерения; методы применения корреляционных лагов; метод повышения эффективности стендовых испытаний.

Достоверность результатов доказывается корректностью применения хорошо апробированного математического аппарата и совпадением результатов теоретических исследований с данными стендовых, натурных экспериментов и имитационного моделирования работы отдельных блоков и макетных образцов лагов.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики проектирования гидроакустических систем навигации с ЛБНП с учетом условий их эксплуатации. Важными практическими результатами являются разработка, изготовление, испытание в морских условиях новых типов лагов с ЛБНП с уменьшенными погрешностями; сокращение времени их проектирования при применении полученного метода формирования амплитуд эхосигналов; рекомендации практического использования систем для разработки корреляционных гидроакустических лагов, их отдельных блоков, а также решения задач повышения безопасности плавания.

Состояние исследуемой проблемы. В настоящее время ведутся интенсивные работы, направленные на создание новых измерителей скорости, обладающих повышенной эксплуатационной надежностью, точностью показаний, ремонтнопригодностью и достаточной эффективностью применения [14, 163, 205]. На современном этапе ГАЛ с ЛБНП с хорошими технико-эксплуатационными характеристиками производит только шведская фирма "Consilium Marine" (ряд унифицированных лагов SAL). Однако, по отзывам специалистов, обслуживающих лаги "SAL-R1" на судах, наблюдаются сбои в работе этих лагов при некоторых условиях эксплуатации.

Фирмой "Дженерал Электрик" (США) создан лаг "Quo Vadis" , и этой же фирмой совместно с фирмой "Магнавокс" (США) создан новый гидроакустический корреляционный лаг «МХ-810», не требующий управления оператором ]14[, фирмой "EDO Carporation" разработан корреляционный лаг типа совмещенный с доплеровским лагом с единым модулем антенной системы [184]. Разработан корреляционный лаг «COVELIA» для автономного необитаемого подводного аппарата [195, 202, 203]. Таким образом, ведущие зарубежные фирмы, производящие современные приемоиндикаторы радио и спутниковых навигационных систем, продолжают разработки и производство автономных датчиков навигационной информации. В Российской Федерации подобные лаги не производились и не производятся.

Одновременно обозначилась тенденция к разработке автономных измерителей скорости с ЛБНП специализированных типов для решения задач другими видами транспорта (авиационного, железнодорожного, автомобильного и др.) [51, 57, 59-61, 130, 140, 148, 176, 189, 190, 193, 200, 204].

Наметившееся отставание в области разработки и производства автономных технических средств навигации (лагов, эхолотов) может привести к зависимости страны от зарубежных фирм разработчиков и производителей такой аппаратуры [97].

Тема связана с НИР и ОКР, проводимыми на кафедре «Технические средства судовождения» в ФГОУ ВПО МГУ им. адм. Г. И. Невельского (ранее ДВВИМУ, ДВГМА) в соответствии с общесоюзной программой «Океан», планом НИР ММФ на 1981-1995 гг., программой «Урал-АС» (утверждена постановлением ЦК КПСС и СМ СССР № 1075306 от 11.12.82 г.), федеральными целевыми программами «Мировой океан» (1998-2012 гг.) и «Модернизация транспортной системы России» (2002-2010 гг.), планами НИР вуза в рамках тем «Датчики навигационной информации для судового измерительного комплекса», «Исследование и разработка датчиков навигационной информации для обеспечения безопасности судовождения» и «Повышение эффективности технических средств навигации и разработка методов их комплексного использования» [126].

Реализация результатов работы. Результаты работы непосредственно использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, которые велись на кафедре «Технические средства судовождения» ФГОУ ВПО МГУ имени адмирала Г. И. Невельского (ДВВИМУ, ДВГМА).

Выводы и рекомендации, полученные при разработке диссертации, были внедрены в Московском автомобильно-дорожным институте при разработке измерителей скорости плавающих транспортных средств, лаборатории подводных аппаратов Института автоматики и процессов управления ДВО АН СССР (ныне Институт проблем морских технологий ДВО РАН) при разработке навигационного комплекса необитаемого автономного подводного аппарата, НПО «Норд» г. Баку при разработке корреляционного гидроакустического лага для обеспечения специальных работ подводного робота, ФГОУ ВПО МГУ имени адмирала Г. И. Невельского в процессе обучения курсантов и студентов (лекции, курсовое и дипломное проектирование).

Апробация результатов работы. Основные теоретические положения подтверждены экспериментально при испытании макетных образцов ГАЛ с ЛБНП на стендах, в морских условиях на исследовательских судах и автономном необитаемом подводном аппарате, имитационном моделировании лагов. При разработке макетов и программ для ЭВМ использованы результаты теоретических исследований, изложенные в диссертационной работе.

Материалы работы были доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях (НТК) ДВВИМУ (ДВГМА, МГУ) им. адм. Г. И. Невельского (1976-2002 гг.), на НТК «Наука и технический прогресс в рыбной промышленности» в г. Владивостоке (1977 г.), на 3-й и 5-й всесоюзных НТК «Технические средства изучения и освоения океана» в г. Севастополе (1981 г.), в г. Ленинграде (1985 г.), на 4-й всесоюзной НТК «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения океана» в г. Владивостоке (1983 г.), на всесоюзных (всероссийских) межвузовских НТК в ТОВВМУ (ТОВМИ) им. С. О. Макарова, г. Владивосток (1988-2002 гг.), международной НТК «Наука - морскому образованию на рубеже веков» (2000 г.) в г. Владивостоке, международной НТК «Безопасность на море. Научно-технические проблемы и человеческий фактор» (2002 г.); пятой и шестой международных научно-практических конференциях «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (2003 г. и 2005 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликованы одна монография и 60 работ, в том числе 12 без соавторства, получено 10 авторских свидетельств на изобретения в соавторстве (общий объем опубликованных работ - 30,0 п. л., личное участие - 22,0 п. л.).

Структура и объем диссертации. Диссертация представлена на 344 листах машинописного текста и состоит из введения, восьми глав, заключения, списка использованных источников и трёх приложений. Работа содержит 136 рисунков, 16 таблиц и список использованных источников из 208 наименований.

Основные результаты, изложенные в главе, опубликованы в работах [13, 22, 25, 73, 76, 90, 124]. Авторские свидетельства на изобретения [33,34,37,38,39]

Заключение

В диссертационной работе, на основании выполненных исследований, получены следующие основные научные результаты и выводы:

1. Предложены информационно-физические модели гидроакустической системы навигации и гидроакустического лага с линейными базами направленных приемников с учётом специфики их применения, в результате чего можно выделить основные процессы, которые происходят при работе подобных систем, подтверждено явление декорреляции эхо-сигналов вследствие влияния сигналов объемной реверберации. Уточнена математическая модель принятых антенной системой лага эхо-сигналов.

2. Осуществлена классификация Г AJI с ЛБНП, а также систематизация погрешностей и методов их возможного уменьшения, которые приводят в единую систему терминологию в этой области научных исследований. Классификация ГАЛ позволяет синтезировать около 10000 типов ГАЛ.

3. Теоретически обоснованы и подтверждены экспериментальным путем параметры амплитудной модуляции режима излучения ГАЛ с ЛБНП, который в 1,45 раза информативнее, чем у лагов типа "SAL".

4. Обоснована возможность использования функций средних модулей разностей амплитуд огибающих эхо-сигналов для целей измерения скорости в ГАЛ с ЛБНП и разработаны структурные схемы ГАЛ с ЛБНП на этой основе.

5. Получены новые математические выражения для:

- флюктуационных погрешностей ВИц-, ВАМ-, ВАКС-способов измерения скорости с учетом углов сноса судна и произвольно заданным уровнем рабочей точки автоматических корреляторов при использовании прямых и косвенных оценок корреляционных функций для измерения скорости;

- оценки влияния неидентичности амплитудных характеристик приемных каналов лага на погрешности измерения скорости судна;

- относительной погрешности КГ АЛ при килевой качке судна и даны рекомендации по выбору места установки антенной системы с учетом влияния качки и рыскании судна на курсе;

- оценки инструментальных погрешностей интерполяционных измерителей скорости.

6. Проведен анализ структурных схем КГАЛ, разработанных при участии автора, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения, прошедших стендовые и морские испытания, даны рекомендации по наиболее перспективным моделям.

7. Исследовано влияние характеристик грунта на флюктуационные погрешности КГАЛ, а также предложен метод и разработана структурная схема лага с компенсацией влияния изменения характеристик отражающей поверхности на флюктуационную погрешность измерения скорости судна.

8. Используя методы векторной оптимизации, произведена оценка эффективности и выбор основных КСИС с использованием в качестве критерия оптимальности минимальных флюктуационных погрешностей при максимальных углах сноса судна. В результате сделан вывод, что ВИц- и ВАКС-способы измерения скорости сохраняют работоспособность в интервале реально существующих углов сноса и их флюктуационные погрешности не превышают 1%, а также, что с точки зрения устойчивости при больших углах сноса, минимума погрешностей и простоты реализации является использование в КГАЛ алгоритмов обработки эхо-сигналов на основе использования функций средних модулей разностей.

9. Теоретически обоснована возможность измерения скорости судна на основе использовании способов квадратичного интерполирования при постоянном и переменном интервалах взятия отсчетов амплитуд эхосигналов.

Ю.Разработан и защищен авторским свидетельством интерполяционный способ измерения скорости одним датчиком.

11. Предложен и теоретически обоснован комплекс методов:

11.1. Метод расчета характеристик тракта излучения.

11.2. Методы повышения информативности (до 25% от полного периода излучения) в режиме «лаг-эхолот» за счет изменения длительности излучаемых сигналов канала лага и восстановления огибающей ам-плитудно-модули-рованных эхо-сигналов при помощи специальных аппаратных средств.

11.3. Методы измерения составляющих вектора скорости судна на основе использования функций средних модулей эхо-сигналов.

11.4. Метод стабилизации флюктуационных погрешностей ГАЛ с ЛБНП при изменяющихся характеристиках отражающей поверхности.

11.5. Методы повышения точности измерения скорости интерполяционными лагами.

11.6. Метод повышения эффективности стендовых испытаний на основе машинного моделирования амплитуд огибающих эхо-сигналов, принятых антенной системой ГАЛ с ЛБНП, с учетом характеристик приемоизлучающего тракта и движения судна с углом сноса по разработанным физической и математической моделям, а также математической модели инвариантности применимости выражений для корреляционных функций амплитуд огибающих эхо-сигналов.

11.7. Методы применения лагов с ЛБНП на основе новых полученных выражения для обработки информации и разработанных треугольников скоростей, с оценкой их точности при избыточности информации, а также повышения информационных возможностей для определения параметров движения судна на криволинейной траектории, определения относительной скорости судна и элементов его сноса.

12. Результаты стендовых и морских испытаний, а также имитационное моделирование работы ГАЛ с ЛБНП с различными их характеристиками и в различных условиях эксплуатации подтвердили правильность выводов и рекомендаций, полученных теоретическим путем.

1. Абелев, А. Б. Выбор способа возбуждения вибраторов-излучателей эхолотов Текст. / А. Б. Абелев // Тр. ЦНИИ Мор. флота. Сер. Судовождение и связь. Л. : Транспорт 1970. - Вып. 124. -С. 63-70.

2. Абрамович, Б. Г. Обеспечение безопасности мореплавания современными гидроакустическими лагами Текст. / Б. Г. Абрамович : Учеб. пособие. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1992. - 88 с.

3. Абрамович, Б. Г. Информационные возможности интерполяционного измерителя скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, А. В. Артемьев // XXXIII Всесоюз. межвуз. науч.-техн. конф.: Тез. докл. Т. I. Ч. 2 Владивосток, 1990.- С. 170-172.

4. Абрамович, Б. Г. Использование интерполяционных методов обработки эхосигналов для определения скорости судна Текст. / Б. Г. Абрамович, А. В. Артемьев. Владивосток. : НТО ВТ, изд. № 120/2-В, 1992.-38 с.

5. Абрамович, Б. Г. Информационные возможности корреляционных лагов Текст. / Б. Г Абрамович, В. В. Завьялов // Морской транспорт.

6. Экспресс-информация. Сер. Судовождение и связь / В/О «Мортехин-формреклама», 1987. - Вып. 2(197).- С. 20-25.

7. Абрамович, Б. Г. Использование корреляционных лагов для определения параметров движения объекта Текст. / Б. Г Абрамович,

8. B. В. Завьялов // XXXIII Всесоюз. межвуз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Т. 1. Ч. 1.- Владивосток, ТОВВМУ, 1990. - С. 80-83.

9. Абрамович, Б. Г. Использование корреляционного лага для определения параметров движения судна / Б. Г Абрамович, В. В. Завьялов.-НТО ВТ. Изд. № 119/2-В. Владивосток. 1992.51 с.

10. Абрамович Б. Г. Методы применения измерителей скорости с линейной базой направленных приемников Текст. / Б. Г Абрамович,

11. B. В. Завьялов // Транспортное дело России. Спецвыпуск № 3. 2005 —1. C. 112-115.

12. Абрамович, Б. Г. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г Абрамович, В. В. Завьялов, Н. В. Никитина // Технические средства изучения и освоения океана : Тез. докл. III Всесоюз. науч.-техн. конф-Севастополь, 1981.-С. 126-127.

13. Абсолютные и относительные лаги Текст. / К. А. Виноградов, В. Н. Кошкарев, Б. А. Осюхин, А. А. Хребтов: Справочник. Л.: Судостроение, 1990. - 264 с.

14. Авербах, Н. В. Определение скорости судна и поправки лага Текст. / Н. В. Авербах. М.: Транспорт, 1981. - 85 с.

15. Акустика океана Текст. / Под ред. Л. М. Бреховских. М. : Наука, 1974.- 696 с.

16. Артемьев, А. В. Моделирование работы интерполяционного лага Текст. / А. В. Артемьев // XXXI Всесоюз. межвуз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Т. I, Ч. 2 Владивосток, 1988. - С. 99-100.

17. А. с. 537315 СССР, МКИ3 С01Р 9/66, в01Р 3/58. Способ определения скорости судна относительно дна Текст. / В. И. Воловов, В. В. Краснобородько, Ю. П. Лысанов, В. А. Сечкин (СССР). -№ 2051138/10 заявлено 09.08.74; опубл. 30.11 76, Бюл. № 44 4 с.

18. А. с. 640209 СССР, МКИ3 в01Р 5/00. Способ определения скорости судна относительно дна Текст. / В. И. Воловов, В. В. Краснобородько, Ю. П. Лысанов, В. А. Сечкин. (СССР). -№ 2394219/18-10; заявлено 02.08.76; опубл. 30.12.78, Бюл. №48.- 4 с.

19. A.c. 714284, СССР, МКИ3 G01P 3/64. Новый способ определения скорости движения объекта Текст. / В. И. Домаркас, В. П. Трюкас и др. (СССР). Опубл. 1980, Бюл. №5.-5 с.

20. А. с. 818278 СССР, МКИ3 G01P 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР). № 2757236/ 18-10; заявлено 28.03.79; опубл. 10.02.2000, Бюл. №4. -С. 294.

21. А. с. 907441 СССР, МКИ3 G01P 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР). -№ 2911701 /18-10; заявлено 14.04.80; опубл. 23.02.82, Бюл. №7.-6 с.

22. А. с. 907442 СССР, МКИ3 G01P 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко и В. В. Завьялов (СССР). № 2952860/18-10; заявлено 11.07.80; опубл. 23.02.82, Бюл. №7.-8 с.

23. А. с. 1040418 СССР, МКИ3 G01P 3/64, G01C 22/02. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР). № 3435580/18-10; заявлено 23.04.82; опубл. 07.09.83, Бюл. № 33. -4 с.

24. А. с. 1070482 СССР, МКИ3 G01P 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР). № 3462115/18-10; заявлено 24.05.82; опубл. 30.01 84, Бюл. №4.-4 с.

25. А. с. 1101003, СССР, МКИ3 G01P 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и А. А. Панченко (СССР). № 3301870/18-10; заявлено 11.05.81, Бюл. № 24. 1984; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4. - С. 494. - 6 с.

26. A.c. 1224727 СССР, МКИ3 G01P 5/00. Способ определения средней скорости и направления течения с судна Текст. / С. Г. Буйнов. -№ 3800029/24-10; заявлено 11.10.84; опубл. 15.04.86, Бюл. № 14. 6 с.

27. А. с. 1274457 СССР, МКИ3 001Р 3/00 в01Р 5/00. Способ определения скорости судна относительно грунта Текст. / Б. Г. Абрамович,

28. B. В. Завьялов, А. А. Панченко и А. В. Артемьев (СССР). -№ 3766989/24-10; заявлено 06.07.84; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4.1. C. 494. 4 с.

29. А. с. 1275294 СССР, МКИ3 в01Р 3/80. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов, А. А. Панченко и А. В. Артемьев (СССР). № 3850586/24-10; заявлено 29.12.84; опубл. 07.12.86, Бюл. № 45. - 6 с.

30. А. с. 1685168 СССР, МКИ3 0018 7/52. Эхолот Текст. / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко, В. В. Завьялов, А. В. Артемьев и Е. Л. Емельянов (СССР). №4736185/22; заявлено 05.09.89; зарег. 15.06.91, Бюл. № 27; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4. - С. 496. - 4с.

31. Баклицкий, В. К. Корреляционно-экстремальные методы навигации Текст. / В. К. Баклицкий, А. Н. Юрьев. М.: Радио и связь, 1982. -256 с.

32. Балашков, И. В. Геоэлектромагнитные измерители течений на ходу судна Текст. / И. В. Балашков, И. И. Гончаров. Л.: Судостроение, 1970.-173 с.

33. Белавин, О. В. Основы радионавигации Текст. / О. В. Бела-вин: Учеб. пособие для вузов 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Советское радио, 1977.-320 с.

34. Белов, Ю. И. Выбор диаграммы направленности вибраторов навигационного эхолота Текст. / Ю. И. Белов, А. Б. Абелев, М. Г. Ми-ренский // Тр. ЦНИИ Мор. флота. Сер. Судовождение и связь. Вып. 147. - Л.: Транспорт, - 1984. - С. 45-53.

35. Белоглазов, И. Н. Корреляционно-экстремальные системы Текст. / И. Н. Белоглазов, В. П. Тарасенко. М.: Советское радио, 1974. -392 с.

36. Бендат, Дж. Измерение и анализ случайных процессов Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол; Пер. с англ. Г. В. Матушевского, В. Е. Приваль-ского / Под. ред. И. Н. Коваленко. М.: Мир, 1971. - 408 с.

37. Бендат Дж. Прикладной анализ случайных данных Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол // Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 540 с.

38. Березин, С. Я. Корреляционные измерительные устройства в автоматике Текст. / С. Я. Березин, О. Г. Каратаев. Л.: Энергия, 1976. -104 с.

39. Березин, С. Я. Корреляционные измерители глубины и скорости Текст. / С. Я. Березин, О. Г. Каратаев. // Морской сборник. № 12. -Л., 1976.-С. 235-237.

40. Блинов, И. А. Использование линейной базы направленных вибраторов для навигационных измерений Текст. / И. А. Блинов // Судовождение. Науч.-техн. сборник. Вып. 4. Л. : Транспорт, 1964. -С. 20-29.

41. Богородский, А. В. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана Текст. / А. В. Богородский [и др.]; под ред. В. В. Богородского. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 264 с.

42. Боркус, М. К. Корреляционные измерители путевой скорости и угла сноса летательных аппаратов Текст. / М. К. Боркус, А. Е. Черный. М.: Советское радио, 1973. - 168 с.

43. Бочкарев, А. М. Корреляционно-экстремальные системы навигации Текст. / М. К. Бочкарев // Зарубежная радиоэлектроника. -1981.-№9.-С. 28-53.

44. Букатый, В. М. Гидроакустические лаги Текст. / В. М Бука-тый, В. И. Дмитриев. М.: Пищевая промышленность, 1980. - 176 с.

45. Бунчук, А. В. Псевдошумовые сигналы в гидроакустической навигационной системе Текст. / А. В. Бунчук, В. И. Воловов, А. И. Говоров // Акустика океана: Сб. тр. М., 1998. С. 194-197.

46. Бурдик, В. С. Анализ гидроакустических систем Текст. /

47. B. С. Бурдик. Л.: Судостроение, 1988. - 392с.

48. Быков, В. В. Цифровое моделирование в статической радиотехнике Текст. / В. В. Быков. М.: Сов. радио, 1971. - 328 с.

49. Васильев, Д. В. К вопросу оптимизации корреляционных измерителей скорости Текст. / Д. В. Васильев // Радиотехнические тетради. 2000. -№ 20. - С. 7-15.

50. Васильев, Д. В. Исследование адаптивного корреляционного измерителя скорости с применением математического моделирования Текст. / Д. В. Васильев, С. А. Денисов, С. А. Серебряков // Вестник МЭИ. -1995. № 2. - С. 9-18.

51. Виницкий, А. С. Очерк основ радиолокации при непрерывном излучении Текст. / А. С. Виницкий. М.: Сов. радио, 1961. - 496 с.

52. Виноградов, К. А. Гидроакустический корреляционный лаг Текст. / К. А. Виноградов, В. Н. Кошкарев, Б. А. Осюхин, Г. В. Яковлев // Судостроение за рубежом. 1977. - № 7. - С. 53-64.

53. Виноградов, К. А. Навигационные эхолоты Текст. / К. А. Виноградов, Б. М. Манулис, Б. А. Осюхин, Г. В.Яковлев Г. В. // Судостроение за рубежом. 1997. - № 7. - С. 54-74

54. Виноградов, К. А. Влияние водной среды, насыщенной пузырьками воздуха, на работу эхолота Текст. / К. А. Виноградов, Б. М. Манулис, А. В. Тейтельман // Л. : Судостроение. 1981. -№3(520).- С. 33-34.

55. Войткунский, Я. И. Справочник по теории корабля. Ходкость и управляемость Текст. / Я. И. Войткунский, Р. Я. Першиц, И. А. Титов. -Л.: Судпромгиз, 1960. 688 с.

56. Воловов, В. И. О комплексном подходе к решению навигационных и океанологических задач с использованием отраженных от дна сигналов Текст. / В. И. Воловов // Акустический журнал, 1994. Т. 40, № 1. - С.142-144.

57. Воловов, В. И. Применение ЧМ-сигналов при решении некоторых навигационных задач акустическими методами Текст. / В. И. Воловов, А. И. Говоров, М. С. Клюев // Акустический журнал, 1996, Т. 42,№6.-С. 765-771.

58. Воловов, В. И. Определение курсовой скорости и бортового сноса судна акустическим методом Текст. / В. И. Воловов, В. В. Крас-нобородько, Ю. П. Лысанов, В. А. Сечкин // Акустический журнал, -1979. Т. 25, вып. 2. - С. 293-295.

59. Воловов, В. И. Акустические методы решения некоторых океанологических и навигационных задач Текст. / В. И. Воловов,

60. Ю. П. Лысанов // Проблемы акустики океана. М. : Наука, - 1984. -С. 185-192.

61. Воробьев, В. В. Информационно-физическая модель корреляционного лага Текст. / В. В. Воробьев, В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2006. -Спецвыпуск № Г- С. 18-21.

62. Воробьев, В. В. Погрешности корреляционного лага с обработкой сигналов по функциям средних модулей разностей Текст. / В. В. Воробьев, В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М.: Морские вести России, 2006. Спецвыпуск № 7. - С. 30-33.

63. Галкин, С. В. Гидроакустические доплеровские относительные лаги Текст. / С. В. Галкин, В. П. Плахотников, А. В. Соколов, И. К. Усачева // Судостроение за рубежом. 1988. - № 2. - С. 77-86.

64. Гидроакустические навигационные средства Текст. /

65. B. И. Бородин и др. Л.: Судостроение, 1983. - 264 с.

66. Градштейн, И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений Текст. / И. С. Градштейн, И. М. Рыжик. М. : Наука, 1971.-1100 с.

67. Грибанов, Ю. И. Автоматические цифровые корреляторы Текст. / Ю. И. Грибанов, Г. П. Веселова, В. Н. Андреев. М. : Энергия, 1971.-240 с.

68. Гусев, В. Г. Электроника Текст. / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. -М.: Высш. шк., 1991. 622 с.

69. Гусев, Н. М. Гидроакустические доплеровские лаги Текст. / Н. М. Гусев, Г. В. Яковлев // Судостроение за рубежом. 1976. - № 5.1. C. 53-66.

70. Гутников, В. С. Фильтрация измерительных сигналов Текст. / В. С. Гутников-Л.: Энергоатомиздат, 1990. 192 с.

71. Датчики навигационной информации для подводного аппарата : отчет о НИР / Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ); руководитель Абрамович Б. Г. Владивосток,1982. С. 6-32. -ХДТ-26/81 4.2; № ГР 81010621 -Инв. № 02820085596.

72. Датчики навигационной информации для подводного аппарата : отчет о НИР / Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ); руководитель Абрамович Б. Г. Владивосток,1983. С. 24-62. - ХДТ-26/81 Ч.З; № ГР 81010621 - Инв. №02830066134.

73. Жовинский, В. Н. Корреляционные устройства Текст. / В. Н. Жовинский, В. Ф. Арховский. М.: Энергия, 1974. - 248 с.

74. Жуковский, А. П. Теоретические основы радиовысотометрии Текст. / А. П. Жуковский, Е. И. Оноприенко, В. И. Чижов. М. : Сов. радио, 1979.-320 с.

75. Завьялов, В. В. Корреляционный измеритель скорости Текст. /

76. B. В. Завьялов // Наука и технический прогресс в рыбной промышленности : Межвуз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Владивосток, 1977.1. C. 25-26.

77. Завьялов, В. В. Корреляционный лаг с импульсным излучением сигнала Текст. / В. В. Завьялов // Судовождение : Межвуз. сб. науч. трудов / Ленинград, высш. инж. мор. уч-ще им. адм. С. О. Макарова (ЛВИМУ).-М.: 1980.-С. 113-117.

78. Завьялов, В. В. Измерители абсолютной скорости для подводного аппарата Текст. / В. В. Завьялов // Технические средства изучения и освоения океана : Тез. докл. / Пятая Всесоюз. науч.-техн. конф. : Л.: 1985.-Вып. 2.-С. 147.

79. Завьялов, В. В. Классификация корреляционных лагов Текст. / В. В. Завьялов // XXXI Всесоюзная межвуз. науч.-техн. конф.: Тез. докл. Т. 1. - Ч. 2. - Владивосток: ТОВВМУ, 1988. - С. 92-93.

80. Завьялов, В. В. Флюктуационные погрешности корреляционных измерителей скорости Текст. / В. В. Завьялов // XXXV Всероссийской межвуз. НТК. Тез. докл. Т. 1.4. 1. Владивосток : ТОВВМУ, 1992. -С. 78-80.

81. Завьялов, В. В. Оценка эффективности корреляционных гидроакустических лагов Текст. / В. В. Завьялов // XXXVII Всероссийскаямежвуз. НТК. Сборник докладов. Т. 1.4. 1. Владивосток : ТОВВМУ, 1994.-С. 77-79.

82. Завьялов, В. В. Корреляционные и спектральные характеристики эхосигналов лага с линейной базой приемников Текст. / В. В. Завьялов // Сб. докл. XXXVIII Всероссийск. межвуз. НТК. Т. 1.4. 1. Владивосток : ТОВВМУ, 1995. С. 65-67.

83. Завьялов, В. В. Некоторые аспекты развития судовых лагов Текст. / В. В. Завьялов // Проблемы развития морского транспорта на Дальнем Востоке : Тез. докл. / Межвуз. науч.-техн. конф., Ч. 2. Владивосток : ДВГМА, 1997. - С. 74-75.

84. Завьялов, В. В. Классификация измерителей скорости с линейной базой направленных приемников Текст. / В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2004. - Спецвыпуск №2.-С. 104-106.

85. Завьялов, В. В. Измерители скорости с линейной базой направленных приемников Текст. / В. В. Завьялов. Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2004. - 176 с.

86. Завьялов, В. В. Флюктуационные погрешности корреляционных измерителей скорости Текст. / В. В. Завьялов // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. -С. 26-28.

87. Завьялов, В. В. Теоретические основы интерполяционных измерителей скорости Текст. / В. В. Завьялов, Б. Г. Абрамович // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. - С. 15-18.

88. Завьялов В. В. Выбор моделей корреляционного лага для решения задач навигации Текст. / В. В. Завьялов, Б. Г. Абрамович,

89. A. И. Саранчин // XXXII Всесоюзная межвуз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Т. 1. - Ч. 2. - Владивосток : ТОВВМУ, 1988. - С. 98-100.

90. Завьялов, В. В., Артемьев А. В. Выбор режимов излучения гидроакустических лагов Текст. / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Сб. докл. XXXV Всероссийск. межвуз. НТК. Т. 1.4. 1. Владивосток : ТОВВМУ, 1992. С. 81-83.

91. Завьялов, В. В. Натурные испытания приемоизлучающей системы гидроакустического лага с линейной базой приемников Текст. /

92. B. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Сб. докл. ХХХХ Всероссийск. межвуз. НТК. Т. 1. Ч. 1. Владивосток : ТОВВМУ, 1997. С. 3-6.

93. Завьялов, В. В. Моделирование эхосигналов измерителей скорости с линейной базой направленных приемников Текст. / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2004. - Спецвыпуск № 2 . - С. 107-110.

94. Завьялов В. В. Основы теории измерителей скорости с использованием средних модулей разностей амплитуд эхосигналов Текст. / В. В. Завьялов, А. В. Артемьев // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2004. - Спецвыпуск № 2. - С. 20-22.

95. Завьялов, В. В. Варианты построения вычислительных устройств измерителей скорости по среднему модулю разностей Текст. /

96. B. В. Завьялов, А. В. Артемьев, В. В. Воробьев // Междунар. науч.-техн. конф. «Безопасность на море. Научно-технические проблемы и человеческий фактор». Владивосток : МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2002.1. C.40-44.

97. Завьялов, В. В. Погрешности корреляционного лага при качке судна Текст. / В. В. Завьялов, В. М. Букатый // XXXII Всесоюз. межвуз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Т. 1. - Ч. 2. - Владивосток : ТОВВМУ, 1989.-С. 103-104.

98. Завьялов, В. В. Формирование огибающей амплитудно-модулированных импульсов Текст. / В. В. Завьялов, Е. JI. Емельянов // XXXI Всесоюз. межвуз. науч.-техн. конф.: Тез. докл. Т. 1. - Ч. 2. -Владивосток : ТОВВМУ, 1988. - С. 98.

99. Завьялов, В. В. Структура и алгоритм работы батиметрической системы навигации на базе доплеровского лага Текст. / В. В. Завьялов, С. Ф. Клюева // Транспортное дело России. М.: Морские вести России, 2004. - Спецвыпуск № 2. - С. 11-13.

100. Завьялов, В. В. Батиметрические системы навигации на базе ДГАЛ Текст. / В. В. Завьялов, С. Ф. Клюева // Вестн. Морского государственного университета. Сер. Судовождение Владивосток : МГУ им. Г.И. Невельского, 2004. - Вып. 2. - С. 116-124.

101. Завьялов, В. В. Алгоритм интерполяции глубин моря Текст. / Завьялов В. В. Клюева С. Ф. // Сб. докладов 51-й региональной науч.-технич. конф. творческой молодежи. Наука делает мир лучшим. -Владивосток: МГУ им. Г.И. Невельского. 2003. - С. 264-271.

102. Зурабов, Ю. Г. Новый шведский гидроакустический лаг Текст. / Ю. Г. Зурабов, Г. И. Москвин, Б. Н. Амелехин // ЭИ «Морской транспорт. Сер. Судовождение и связь» / ММФ. В/О «Мортехинформ-реклама», 1975. - Вып. 1(76). - С. 37- 41.

103. Иванченков, В. П. Некоторые проблемы создания судовых относительных лагов Текст. / В. П. Иванченков // Судостроение, 1986, -№12.-С. 22-24.

104. Киселев, JI. В. Задачи навигации, управления и ориентирования в подводном пространстве Текст. / Л. В. Кисилев, А. В. Инзарцев, Ю. В. Матвиенко, Ю. В. Ваулин. Мехатроника, автоматизация управления. - 2004. - С. 51-63.

105. Козубовский, С. Ф. Корреляционные экстремальные системы: Справочник. Текст. / С. Ф. Козубовский. Киев : Наукова думка, 1973. -224 с.

106. Колчинский, В. Е. Автономные допплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов Текст. / Под ред. В. Е. Кол-чинского. М.: Советское радио, 1975. - 432 с.

107. Комаровский, Ю. А. Выбор приборов для обработки радиолокационной информации при расхождении судов Текст. / Ю. А. Кома-ровский // Всесоюз. науч.-техн. конф. : Тез. докл. Л. : Судостроение, 1975.- С. 24-25.

108. Комаровский, Ю. А. Выбор целесообразных приборов для настройки радиоэлектронных систем Текст. / Ю. А. Комаровский // Идентификация и параметрическая коррекция систем управления. Владивосток : ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979. - С. 120-124.

109. Комаровский, Ю. А. Воздействие ухода частоты спутника PRN23 на работу навигационного приемника СРНС Навстар GPS Текст. / Ю. А. Комаровский // Транспортное дело России. М. : Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. - С. 8-10.

110. Копченова Н. В. Вычислительная математика в примерах и задачах Текст. / Н. В. Копченова, И. А. Марон. М.: Наука, 1972. - 368 с.

111. Красовский, А. А. Теория корреляционно-экстремальных систем Текст. / А. А. Красовский, И. Н. Белоглазов, Г. П. Чигин. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 448 с.

112. Куликов, Е. И. Оценка параметров сигналов на фоне помех Текст. / Е. И. Куликов, А. П. Трифонов. М.: Радио и связь, 1978. 296с.

113. Купер, Дж. Вероятностные методы анализа сигналов и систем Текст. / Дж. Купер, К. Макгиллем : Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 376 с.

114. Курочкин, С. С. Многоканальные счетные системы и коррелометры Текст. / С. С. Курочкин. М.: Энергия, 1972. - 344 с.

115. Ланге, Ф. Корреляционная электроника Текст. / Ф. Ланге. -Л.: Судпромгиз, 1963. 448 с.

116. Лыков, А. Д. Корреляционный измеритель скорости на базе ОЭВМ КР1830ВЕ31 / А. Д. Лыков, Э. Л. Муро //Радиотехнические тетради-1997.-№12.-С.83-86.

117. Малогабаритные навигационные измерители. Ч. 2. : отчет о НИР / Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ); руководитель Абрамович Б. Г. Владивосток, 1985. - С. 7 -65. — ХДГ-24/84; № ГР 01840070689. -Инв. № 02860010958.

118. Малогабаритные навигационные измерители. Ч. 3. : отчет о НИР / Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ); руководитель Абрамович Б. Г.- Владивосток, 1986. — С. 71 — 95. ХДТ-24/84; № ГР 01840070689. -Инв.№ 02870002952.

119. Малогабаритные навигационные измерители. Ч. 4. : отчет о НИР / Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще им. адм. Г. И. Невельского (ДВВИМУ); руководитель Абрамович Б. Г. Владивосток, 1987. - С. 43 - 60. -ХДТ-5/1-87; № ГР 01840070689. - Инв. № 02870002952.

120. Матвиенко, В. Н. Дальность действия гидроакустических средств Текст. / В. Н. Матвиенко, Ю. Ф. Тарасюк. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1981. - 208 с.

121. Медведев, Г. А. Вероятностные методы исследования экстремальных систем Текст. / Г. А. Медведев, В. П. Тарасенко. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы. Серия: «Теоретические основы технической кибернетики», 1967. - 456 с.

122. Мелик-Шахназаров, А. М. Цифровые измерительные системы корреляционного типа Текст. / А. М. Мелик-Шахназаров, М. Г. Марка-тун. -М. : Энергоатомиздат, 1985. 128 с.

123. Мирский, Г. Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерение Текст. / Г. Я. Мирский. М. : Энергоатомиздат, 1982. -320 с.

124. Новиков, А. К. Корреляционные измерения в корабельной акустике Текст. / А. К. Новиков. JI. : Судостроение, 1971. - 256 с.

125. Ольшевский, В. В. Статистические свойства морской реверберации Текст. / В. В. Ольшевский. М. : Наука, 1966. - 203 с.

126. Ольшевский, В. В. Статистические методы в гидролокации Текст. / В. В. Ольшевский. JI. : Судостроение, 1983. - 280 с.

127. Ольшевский, В. В. Теоретические и экспериментальные исследования морской реверберации Текст. / В. В. Ольшевский, Т. А. Мороз. Л. : ЦНИИ "Румб", 1976. - 132 с.

128. Панченко, А. А. Корреляционный измеритель скорости с аналоговым коррелятором Текст. / А. А. Панченко, А. В. Артемьев,

129. B. В. Завьялов // Сб. докл. Междунар. НТК, поев. 110-летию мор. образования в Приморье «Наука морскому образованию на рубеже веков». 9-10 ноября 2000 г. - Владивосток : ДВГМА, 2001. - С. 43 - 45.

130. Пирожинский, Ю. Н. Испытания доплеровского лага в Арктике Текст. / Ю. Н. Пирожинский, В. Н. Постников // Проблемы безопасности мореплавания. М. : В/О «Мортехинформреклама», 1987. С. 100 - 106.

131. Пулькин, С. П. Вычислительная математика Текст. /

132. C. П. Пулькин. М. : Просвещение, 1972. - 242 с.

133. Скворцов, M. И. Систематические погрешности в судовождении Текст. / М. И. Скворцов. М. : Транспорт, 1980. - 168 с.

134. Смирнов, Е. JI. Технические средства судовождения. Теория: Учебник для вузов Текст. / Е. JI. Смирнов, А. В. Яловенко, В. В. Воронов. СПб. : Элмор, 1996. 544 с.

135. Смирнов, Е. JI. Технические средства судовождения. Том 2. Конструкция и эксплуатация : Учебник для вузов Текст. / Е. JI. Смирнов и др. СПб. : Элмор, 2000. 656 с.

136. Справочник по гидроакустике Текст. / А. П. Евтютов и др. -2-е изд., перераб. и доп. JI. : Судостроение, 1988. - 552 с.

137. Справочник по радиоэлектронике в трех томах Текст. / Под общ. ред. А. А. Куликовского. Т. 3. -М. : Энергия. 1970. 816 с.

138. Сташкевич, А. П. Акустика моря Текст. / А. П. Сташкевич. -JI. : Судостроение, 1966. 355 с.

139. Студеникин, А. И. Устройство и эксплуатация корреляционных лагов фирмы "Consilium Marine" Текст. / А. И. Студеникин,

140. B. А. Слюсарев // Морской транспорт. Экспресс-информация. Сер. Судовождение, связь и безопасность мореплавания / В/О «Мортехинформ-реклама». 2000. - Вып. 7(374). - С. 1-23.

141. Тезиков, A. JI. О повышении информативности гидрографического комплекса «Атлас-Электроник» Текст. / A. JI. Тезиков // Сб. на-учн. тр. «Судовождение», М. : ЦРИА «Морфлот», 1977, вып. 21.1. C. 145-151.

142. Тырышкин, И.С. Метод моделирования эхосигнала от земной поверхности на основе рекуррентных алгоритмов Текст. /

143. И. С. Тырышкин // Изв. Вузов. Сер. «Радиоэлектроника». 2004. - № 9. -С. 59-62.

144. Теоретические основы радиолокации : Учеб. пособие для вузов Текст. / Под ред. Я. Д. Ширмана. М.: Советское радио, 1970. - 560 с.

145. Усачев, П. Г. Использование системы гидроакустических лагов в управлении движением судна Текст. / П. Г. Усачев // ЭИ «Мор. транспорт. Сер. Судовождение и связь» / ММФ. В/О «Мортехинформ-реклама». 1983. - Вып. 5(160). - С. 2 - 13.

146. Фельдман, Ю. И., Мандуровский И. А. Теория флюктуаций локационных сигналов, отраженных распределенными целями Текст. / Ю. И. Фельдман, И. А. Мандуровский; под ред. Ю. И. Фельдмана. М.: Радио и связь, 1988. - 272 с.

147. Федоров, И. И. Эхолоты и другие гидроакустические средства Текст. / И . И. Федоров; под ред. Д. Н. Иконникова Курс кораблевождения. Том 5. Книга 4. Л.: УНГС ВМФ. -1960. 368 с.

148. Чеголин, П. М. Автоматизация спектрального и корреляционного анализа Текст. / П. М. Чеголин. М.: Энергия, 1969. - 384 с.

149. Щербатюк, А. Ф. Поисковые алгоритмы определения местоположения объекта по характерной изолинии поля рельефа / А. Ф. Щербатюк. Препринт № 6 (115). Владивосток : ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1984.-20 с.

150. Щербатюк, А. Ф. Беспоисковое оценивание местоположения и скорости объекта по изолинии поля рельефа / А. Ф. Щербатюк. Препринт № 7 (116). Владивосток : ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1984. - 19 с.

151. Шербатюк, А. Ф. Моделирование работы корреляционно-экстремальных навигационных алгоритмов, использующих данные об изолинии поля рельефа / А. Ф. Щербатюк. Препринт № 9 (138). Владивосток : ИАПУ АН ССР, 1985. - 31 с.

152. Экстремальная радионавигация Текст. / Р. И. Полонников и др.; под ред. Р. И. Полонникова и В. П. Тарасенко. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1978.-280 с.

153. Andermo, I., Sjolund A. Lazer velocity meter with correlation technique Text. /I. Andermo, A. Sjolund // Abstracts IMEKO Moscow, 1979.- Vol. 111.-P. 48.

154. Boltryk, P. An ultrasonic transducer array for velocity measurement in underwater vehicles Text. / P. Boltryk [et al.] // Ultrasonics, 2004. -Vol. 42. - Issues 1-9. - P. 473-478.

155. Boltryk, P. Improvement of velocity estimate resolution for a Correlation Velocity Log using surface fitting methods Text. / P. Boltryk // MTS/IEEE Oceans '02 Biloxi, October 29-31. Mississippi. - 2002. -P. 1840-1848.

156. Boltryk, P Peak-finding methods for improving the resolution of a sonar-based correlation velocity log Text. / P. Boltryk, M. Hill, P. White // IOA/IEE Int. Conf. on Sonar Signal Processing. Loughborough. - UK. -September 2004.

157. Bradley, S. E. Acoustic Correlation Current Profiler Text. / S. E. Bradley // Proceedings of Oceanology International 94 (The Global Ocean) Brighton, United Kingdom. - 1994. - March 8-11,

158. Bradley, S. E. Acoustic correlation current profiler Text. / S. E. Bradley, K. L. Deines, F. D. Rower // IEEE Journal of Oceanic Engineering. -1991. Vol. 16. - Issue 4. - P. 408-414.

159. Combined Doppler and Correlation Velocity Systems // http://www.edocorp.com/indust/acoustic/p-avlduc.html.

160. Denbigh, P. N. A design study for a correlation log to measure speed at sea Text. / P. N. Denbigh // The Journal of navigation. 1982. -Vol. 35.-№ 1.- P. 160-184.

161. Denbigh, P. N. , etc. Ship velociti determination by doppler and correlation techniques Text. / P. N. Denbigh // LEE Proceedings. 1984. -Vol. 131. - part F. - № 3. - P. 315 - 325

162. Description SAL-ACCOR DOUBLE AXIS LOG Text. / Jungner Marine. The SAL-ACCOR makers. Bes-1533-E. 15.07.1980.

163. Descripion SAL-ACCOR MARINE LOG Text. / Jungner Marine. The SAL-ACCOR makers. Bes-1416-E. 06. 06.1980.

164. Dickey, F. R. The correlation aircraft navigator, a vertically beamed doppler radar Text. / F. R. Dickey // Proceedings of the National Conference on Aeronautical Electronics, Dayton, Ohio, May, 1958. - P. 463 - 466.

165. Dickey, F. R. Velocity sensing for lunar landing by correlation between spaced microwave receivers Text. / F. R. Dickey // IRE Jast Conv. Ree. 1961. - Vol. III. - Pt. 5. - P. 63-68.

166. Dickey, F. R. Implementation and testing of a deepwater correlation velocity sonar Text. / F. R. Dickey, W. C. Bookheimer, K. W. Rhoades // Proceedings of the Offshore Technology Conference, Houston, USA. -1983.-P. 437-446.

167. Dickey, F. R Velocity measurement using correlation sonar Text. / F. R. Dickey, Jr, J. A. Edward // IEEE Plans Posit. Locat. and navig. Symp. Ree., San Diego, Calif., New York, N. Y., 1978. - P. 255 - 264.

168. Dickey, F. R., Jr. Bi-Static Correlation Radar for Velocity Sensing in Spacecraft Text. / F. R. Dickey, Jr, S. E. Graig // AIAA Journal of Spacecraft and Rockets. Sept.-Oct. 1964. - Vol. 1 - No. 5. - P. 508-512.

169. Edward, V. A. Remote measurement of water currents using a correlation sonar Text. / V. A. Edward // Journal of the Acoustical Society of America, Supplement, 66. -1979. P. 557.

170. Griffiths, G., Bradley S. E. A correlation speed log for deep waters Text. / G. Griffiths, S. E. Bradley // Sea Technology. 1998, - 39(3). -P. 29-35.

171. Griffiths, G. Deep water bottom-track ship's velocities from an acoustic correlation current profiler Text. / G. Griffiths, S. E. Bradley, S. Ruiz // Proceedings of MTS/IEEE Oceans '97, Halifax, Canada, 1997. -P. 1404-1410.

172. Griffiths, G. An Acoustic Correlation Sonar for Vertical Profiling of Ocean Carrents to a Range of 1 km Text. / G. Griffiths [et al.] // IEE Proceedings (Radar, Sonar and Navigation) 1996. - Vol. 143. - No. 3. -P. 177- 183.

173. Installation service manual. SAL-ACCOR Text. / Jungner Marine. The SAL-ACCOR makers. Bes-1455-E. 25. 06. 1980.

174. Keary, A. Simulation of the correlation velocity log using a computer based acoustic model Text. / A. Keary [et al.] // Proc. 11th Int. Symp. Unmanned Untethered Submersible Technology. Durham, New Hampshire. USA.-1999.-P. 446-454.

175. Miller, R. J. Air and Space navigation uses correlation technique Text. / R. J. Miller // Electronics. 1961. - Vol. 34. - № 50.

176. Parker, P.A. Conduction velocity measurement using cross-correlation technique Text. / P. A. Parker // Proceedings of the Biosigma, Paris, France.-1978.-P. 108-112.

177. Phillips, B. On the development of a correlation sonar velocity log Text. / B. Phillips, H. Robinson, M. Hill. Unmanned Undersea Vehicles

178. Symposium, Naval Undersea Warfare Center, Newport, U.S.A., April 24-27, 2000.

179. Phillips, B. A new correlation sonar velocity sensor (COVELIA) Text. / B. Phillips, H. Robinson, M. Hill. Oceanology International 2000, Brighton, March 7-10,2000.

180. Roeder, A. W. System for sensing velocity through the use of al-timetry signals / General Electric Co. . Пат. США, кл. 34318, (G 01 S 9/44), № 4106017, заявлено 1.06.76, № 691606, опубл. 8.08.78.

181. SAL-R1. Manual / Consilium Navigation AB, Sweden, 2003.198 c.

182. Smith, В. V. A high accuracy two-axis velocity measuring device Text. / В. V. Smith, P. Atkins // Proceedings of the IERE Conference on Electronics for Ocean Technology. Edinburgh, UK. - 1987. - P. 77-82.

183. Vasilyev, D. V. Some Invariant Features of Signals in the Correlation Tracking Systems Text. / D. V. Vasilyev // Proc. Sino-Russia Intern. Academic Conf., Beijing Institute of Technology, China. 2000. -P. 104-109.

184. Woodward, B. Estimating backscattering strength for a correlation log Text. / B. Woodward. W. Fosythe, S. K. Hole // IEEE Journal of Oceanic Engineering. Jul 1994. -Vol. 19. - Issue 3. - P. 476-483.1. Припой14нце£1. АКТ О ВНЕДРЕНИИ1. Гор. Москва197 г.

185. Наименование организации^. Московский ордена Трудового Краевого Знамени автомобильно-дорожный институт'

186. Внедрены результаты научных исследований и разработок (аппараты, приборы, новые технологические процессы) теоретических и экспериментальных исследований иалогаборитного корреляционного лагаразработанные кафедрой Технические средства судовождения

187. Дальневосточного высшего инженерного морского училища имени адмирала Г. И. Невельского. 3. Дата внедрения15 Мая 1985 ГОДа

188. ИЙй^^-у^онатев Игорь Нприпптмго; пт ортнияят^.-и/»пл7шст<у»|тгуг ♦ ответственный исполнитель-ассистент каФещзы ТСС Завьялов Виктор1. Валентинович

189. Наименование организации ИАТТУ ДННЦ АН ППГГр

190. Дальневосточного высшего инженерного морского училища имени адмирала Г. И. Невельского.

191. Дата внедрения 20 ОКТЯБРЯ 1980Г.;

192. Участвовали во внедрении от производства (должность, фамилия, имя, отчество)руководитель темы ИАТТУ д.т.н. Агеев м.Д. 0Т оргатяапт исполнен теля: ответственный исдолнитедь ассистент кафедры тип дотмиота рт-р,

193. Полученные результаты, показатели работы (повышенные качества, улучшение технологии, повышение производительности, улучшение условий труда) ПОВЫШеНИе ЧУВСТВИТвЛЪНООТИууменьшение потребляемой мощности, габаритов и вапя.

194. Полученный экономический эффект (годовая экономия в рублях) ЗКОНОМИЧеСКИЙэффект денежного выражения не имеет и определяете повышения точности и надежности навигашгпиуж талере^

195. Руководитель предприятия И.О.Директора ИАДУ (директор, начальник, главный инженер, начальник техотдела)1. Д.т.н. I С? В.Л.Перчук