автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Методы и средства повышения эффективности вычислительных устройств корреляционных лагов и их испытаний

На правах рукописи

Панченко Александр Алексеевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ЛАГОВ И ИХ ИСПЫТАНИЙ

05 22 19 — Эксплуатация водного транспорта, судовождение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0031764 16

Владивосток - 2007

003176416

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

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Завьялов Виктор Валентинович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Малышенко Юрий Вениаминович,

кандидат технических наук, профессор Карасев Владимир Владимирович

Ведущая организация Тихоокеанский военно-морской институт

им С О Макарова

Защита состоится 12 декабря 2007 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 " И " ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Резник А Г

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Автономное определение путевой скорости и угла сноса судна всегда являются одними из важнейших задач в судовождении Это определяет повышенные требования к технико-экономическим характеристикам лагов, поскольку информация от них совместно с данными от приборов курсоуказания позволяет осуществить непрерывное и автономное счисление и используется для исключения методических погрешностей других технических средств навигации

Специалистами в области судовождения и приборостроения уделяется большое внимание вопросам совершенствования лагов, в том числе их работоспособности на высокоманевренных судах, методам высокотехнологичного проектирования, а также расчетам инструментальных и методических погрешностей

Теоретические и экспериментальные исследования, проводимые с целью развития и совершенствования аппаратуры автономной навигации, привели к разработке корреляционных гидроакустических лагов, достаточно перспективных, по мнению отечественных и зарубежных ученых В теоретическом и техническом аспектах эти лаги достаточно полно не изучены, мало исследований по обеспечению работоспособности лагов при больших начальных отклонениях в широком диапазоне измеряемых скоростей, методам увеличения их быстродействия и точности, проектированию вычислительных устройств

С учетом сказанного можно утверждать, что разработка методов обеспечения работоспособности лагов при больших начальных отклонениях в широком диапазоне измеряемых скоростей и методов увеличения их быстродействия и точности является актуальной задачей

Научный базис для решения проблемы. Опубликованные в 19702005 годах работы отечественных и зарубежных ученых (Боркус М К , Воло-вов В И , Завьялов В В., Козубовский С Ф , Красовский А А , Тарасенко В П, Andermo I, Denbigh Р N, Dickey F R и др) по корреляционно-экстремальным системам, корреляционным лагам позволяют сделать выводы о

возможности практического использования нескольких способов измерения скорости перспективных для технической реализации Задачи статистического анализа стохастических процессов, разработки методов и технических средств анализа спектральных и корреляционных характеристик случайных процессов, формирования отрезков реализаций случайных процессов с заданными корреляционными и спектральными характеристиками на основе цифровой фильтрации описаны в литературе (Быков В В , Грибанов Ю И , Мирский Г Я , Бендат Дж, Марпл-мл С Л, и др) и служат базой для специальных исследований навигационной аппаратуры, в том числе лагов

Цель работы. Совершенствование корреляционных лагов с целью обеспечения работоспособности при больших начальных отклонениях в широком диапазоне скоростей, увеличения быстродействия на основе использования дополнительного канала управления и разработка методов проектирования вычислительных устройств

Предметом исследования является разработка новых систем обеспечения безопасности плавания, а объектом исследования — методы обеспечения работоспособности корреляционных гидроакустических лагов при больших начальных отклонениях в широком диапазоне скоростей и увеличения быстродействия на основе использования дополнительного канала управления

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие научные задачи.

1 Разработка методов устранения больших начальных отклонений в вычислительных устройствах лагов обеспечивающих работоспособность в широких диапазонах измеряемых скоростей, синтез алгоритмов формирования статических характеристик и функциональных схем лагов

2 Разработка метода оценки быстродействия полярного дискретного коррелятора, синтез алгоритма формирования статической характеристики вычислительного устройства и функциональной схемы лага с повышенным быстродействием и точностью

3 Разработка методики проектирования вычислительных устройств широкодиапазонных лагов с повышенным быстродействием и точностью

4 Синтез структурных и функциональных схем вычислительных устройств лагов для измерения модуля скорости и продольной скорости судна с использованием широтно-импульсной модуляции для сохранения информации об амплитудах сигналов

5 Уточнение классификационной таблицы лагов с включением в нее вновь разработанных схем построения вычислительных устройств измерителей скорости

6 Разработка имитатора псевдослучайных аналоговых сигналов с возможностью изменения транспортного запаздывания при одновременном изменении спектральных и корреляционных характеристик сигналов

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Методы устранения больших начальных отклонений в вычислительных устройствах корреляционных лагов с повышенным быстродействием и точностью

2 Новые типы вычислительных устройств гидроакустических лагов

3 Имитатор аналоговых псевдослучайных сигналов с заданными корреляционными и спектральными характеристиками

Методы исследования. При решении поставленных научных задач использовались методы теории автоматического управления, корреляционного и спектрального анализа стохастических процессов, теории фильтрации, натурного эксперимента и схемотехнического моделирования

Научная новизна работы заключается в разработке методов обеспечения работоспособности, повышения точности и быстродействия, проектирования вычислительных устройств корреляционных лагов в широком диапазоне измерения скоростей, разработке новых типов вычислительных устройств лагов для измерения модуля полной скорости и продольной скорости, уточнении классификации лагов с линейной базой направленных приемников (ЛБНП), разработке метода аппаратного моделирования огибающих амплитуд эхосигна-лов, принятых антенной системой измерителя скорости с ЛБНП, с учетом характеристик приемно-излучающего тракта, отражающей поверхности и движе-

ния носителя с углом сноса, позволяющего повысить эффективность стендовых испытаний и существенно сократить этап морских испытаний

Достоверность результатов доказывается использованием апробированного математического аппарата и совпадением результатов теоретических исследований с данными машинного моделирования, стендовых и натурных испытаний образцов гидроакустических лагов с ЛБНП в лабораторных и реальных условиях

Практическая ценность работы заключается в разработке рекомендаций по выбору алгоритмов и построению вычислительных устройств лагов с ЛБНП с учетом условий эксплуатации и разработке методики их проектирования Важными практическими результатами являются разработка новых типов лагов с ЛБНП и сокращение времени их проектирования при применении полученного метода аппаратного формирования огибающих амплитуд эхосигна-лов, принятых антенной системой лага при движении судна с углом сноса

Тема связана с НИР и ОКР, проводимыми на кафедре "Технические средства судовождения" в ФГОУ ВПО МГУ (ДВВИМУ, ДВГМА) им адм Г И Невельского в соответствии с общесоюзной программой "Океан", планами НИР МТ (ММФ) на 1977-2001 гг, федеральными целевыми программами "Мировой океан" (1998-2012 гг ) и "Модернизация транспортной системы России" (20022010 гг), планами НИР вуза в рамках тем "Датчики навигационной информации для судового измерительного комплекса", "Исследование и разработка датчиков навигационной информации для обеспечения безопасности судовождения", "Повышение эффективности технических средств навигации и разработка методов их комплексного использования"

Реализация результатов работы. Результаты работы непосредственно использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ на кафедре "Технические средства судовождения" ФГОУ ВПО МГУ им адм Г И Невельского

Выводы и рекомендации, полученные при разработке диссертации, внедрены в процесс обучения курсантов и студентов ФГОУ ВПО МГУ им адм. Г И Невельского (лекции, курсовое и дипломное проектирование)

Апробация результатов работы. Основные теоретические положения подтверждены при машинном моделировании и экспериментальных испытаниях макетных образцов гидроакустических лагов с ЛБНП на исследовательских судах и лабораторных стендовых испытаниях с использованием имитатора огибающих амплитуд эхосигналов При разработке программ для ЭВМ, макетных образцов лагов с ЛБНП и имитатора сигналов использованы результаты теоретических исследований, изложенные в диссертационной работе

Материалы работы были доложены и одобрены на ежегодных НТК ДВВИМУ (ДВГМА, МГУ) им адм Г И Невельского (1978-2006 гг), международной научно-технической конференции "Наука - морскому образованию на рубеже веков" - 2000 г, региональной научно-практической конференции "Техническая эксплуатация флота Пути совершенствования" — 2005 г , шестой международной научно-практической конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока" - 2005 г

Публикации. По результатам исследований опубликовано 27 работ, в том числе 9 без соавторства, получено 10 авторских свидетельств СССР на изобретения и 3 патента РФ на полезную модель

Структура и объём диссертации. Диссертация представлена на 164 листах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и одного приложения Работа содержит 39 рисунков, 5 таблиц и список использованных источников из 110 наименований

Основное содержание работы

Во введении кратко рассмотрена роль лагов в решении задач судовождения и особенности корреляционных лагов как одного из типов корреляционно-экстремальных систем Обоснована актуальность и сформулирована цель работы, дано краткое изложение результатов работы

В первой главе проведен анализ способов измерения скорости судов с использованием методов корреляционной обработки сигналов и анализ способов

обработки сигналов, позволяющих упростить аппаратную реализацию вычислительных устройств лагов

Рассмотрены аналитические зависимости при дифференциальных способах автоматизации поиска экстремума для статических характеристик взаимно корреляционного способа, позволяющего измерять так называемую кажущуюся (индицируемую) скорость, взаимно автокорреляционных, позволяющих измерять модуль полной скорости и продольную (курсовую) скорость Отмечен существенный недостаток взаимно корреляционного способа, не обеспечивающего работоспособность измерителей при больших начальных отклонениях

Проведён анализ структурных схем корреляторов и синтезирован алгоритм формирования статической характеристики для полярного коррелятора Проведен обзор литературных источников по использованию широтно-импульсной модуляции для сохранения информации об амплитудах сигналов, что существенно для аппаратной реализации взаимно автокорреляционных способов измерения скорости

Проведен анализ функциональных схем лагов, разработанных и апробированных при участии автора, получены аналитические выражения для сравнительной оценки способов построения делителей с управляемым коэффициентом деления в полярном дискретном корреляторе

По результатам проведенных теоретических исследований сделаны выводы, в которых сформулированы научные задачи, требующие решения

Вторая глава посвящена синтезу форм статических характеристик и алгоритмов их формирования для устранения больших начальных отклонений в корреляторах, разработке функциональных схем новых вычислительных устройств лагов с повышенным быстродействием и точностью в широких диапазонах измерения скоростей, разработке методики проектирования вычислительных устройств лагов, разработке структурных и функциональных схем новых вычислительных устройств лагов с использованием широтно-импульсной модуляции и классификации гидроакустических лагов с ЛБНП

Для взаимно корреляционного способа измерения синтезирован алгоритм формирования статической характеристики в полярном дискретном корреляторе с дифференциальной схемой автоматизации поиска экстремума, имеющий вид

с/+ ^ т (е - хр - Дт) j л гу+ {и 2 (<) j л Фп (/)

г/+(ш (/ - т„)) л и.\иг (*)) л ф„ (О

О)

где С/1(/), {/2(/)« [/1(/-тг) — огибающие амплитуд эхосигнапов на выходах центрирующих фильтров первого и второго приемников, подключенных соответственно к первому (по направлению движения) и второму приемным преобразователям, гг- транспортная задержка сигнала (У2(/), [/+( ) - операция од-

0

постороннего ограничения, и,(И\{1 - г,,)) - сигналы на выходе блока регулируемого запаздывания коррелятора, и+(и\(1-тр-Ат)) - сигналы на выходе блока постоянного запаздывания, <р„(1) — тактовые импульсы малой длительности, которые можно считать <£-импульсами, с частотой повторения /,„ ЛЛ^ — сигнал рассогласования в виде пачек импульсов Статическая характеристика пересекает ось абсцисс (задержки по времени) при величине задержки

т = т,,+Дт/2 (2)

Зона захвата и слежения в корреляторе равна величине Лт- дополнительной задержке по времени в блоке постоянного запаздывания, и только в пределах этой зоны дифференциальная схема действительно является беспоисковой Статическая характеристика такого типа характерна для коррелятора с фазовым детектором

Фазо-частотные детекторы, используемые в системах фазовой автоподстройки частоты при детерминированных сигналах, обладают статической характеристикой, которая применительно к полярному коррелятору измерителя скорости будет иметь вид

Д [/(*-) =

+ и„

к м

-и,

■^пи - тр ) - 1(/ - т}, - Л 2(/)

прит<гР,

пригр <т <тр + Дг, (3) ПриТ>ТР + АТ,

где ис — сигнал рассогласования постоянной величины, формируемый при больших отклонениях Корреляционные устройства со статическими характеристиками фазо-частотного детектора устраняют большие отклонения без использования сигналов от внешних устройств В корреляторе лага реализован алгоритм формирования статической характеристики в виде

ДАТ. = +

- л -тР- Дг)

> £/+(ш(/ - тР - Д г)] л {/+(У°2(0} л

(4)

С/+|Ш(г - т,)1 л - тР - Дг)

- г,)] л А %(/) А 20(/)

где ~ выходной сигнал синхронного ¿)-триггера с прямым динамическим управлением по входу С и прямой асинхронной установкой 5 £>-триггер входит в дополнительный канал управления Сигнал на выходе О-триггера устанавливается в соответствии с логическим выражением

О„(0=Сл/>у5 лй (5)

Сигналы на входах триггера формируются следующим образом

(6)

5 = ЫШО-Г,

> С7+^С/1(/ - тР - Дг)^ а - тР - Дг^ а С, (7)

где ^ — вспомогательная задержка для осуществления операции дифференци-

0

рования по фронту каждого импульса дискретного сигнала (/+([/2(*))

В этом случае начальная частота повторения/, тактовых импульсов сдвига задается минимально возможной, а поиск экстремума начинается со значения максимальной задержки по времени Тртах в первом регистре сдвига БРЗ Сигнал бо(0 запрещает подачу сигналов на вход вычитания реверсивного счетчика при условии, что Ту- < Г/> Сигнал по входу 5 снимает запрет подачи сигналов на вычитание при устранении большого отклонения

Разработана и апробирована схема лага [8], реализующая этот вариант статической характеристики коррелятора измерителя скорости

При минимальной частоте следования /п тактовых импульсов возрастает погрешность в результате дискретизации импульсов клиппированного сигнала

{/+((/1(<)) в первом триггере регистра сдвига БРЗ и поэтому замедляется и затрудняется поиск экстремума взаимной корреляционной функции и увеличивается время получения достоверного значения измеренной скорости

Предложен оптимальный алгоритм формирования статической характеристики полярного дискретного коррелятора измерителя скорости (8), в котором сигнал 0д(/) на выходе О-триггера устанавливается в соответствии с логическим выражением (5)

АДг„=н

(8)

Сигналы на входах триггера формируются следующим образом

5 = [ и I 0\{{ - гл)1 v и(и\{1 -тР- Дг)11 л (и{и2(1)} л и \ и 2(1 - г,)!], (10)

где та - вспомогательная задержка для осуществления операции дифференци-

0

рования по срезу каждого импульса дискретного сигнала [/+(£/2(/))

В этом случае начальная частота повторения/п тактовых импульсов сдвига задается максимально возможной, а поиск экстремума начинается со значения минимальной задержки по времени тртш в первом регистре сдвига БРЗ Сигнал 2о(0 запрещает подачу сигналов на вход суммирования реверсивного счетчика при выполнении условия Тг>Тр+Лг Сигнал по входу 5 снимает запрет подачи сигналов на суммирование при устранении большого отклонения

Разработана функциональная схема лага [9] с полярным дискретным коррелятором и дополнительным каналом управления, обеспечивающим устранение больших начальных отклонений, в соответствии с алгоритмом (8)

Для оценки быстродействия коррелятора измерителя скорости тактовые импульсы представляются в виде последовательности ¿»-импульсов. Определено количество импульсов, поступающих на суммирование в реверсивный счетчик

4р= |

/л+2/„ЕС08(2^)

|А =

(И)

Первое слагаемое в выражении (11) систематическая текущая погрешность Второе слагаемое обусловлено наличием во входном сигнале реверсивного

счетчика гармоник с частотами к/„ Это погрешность дискретизации сигнала

о

£/+( ¡71(<)) по времени

Частота повторения /„ тактовых импульсов на выходе делителя с управляемым коэффициентом деления определяется по выражению

fn-foN|кDn=fcм^{гь-\~Qn),

(12)

где ¡аы - частота повторения импульсов генератора, Ь - количество разрядов делителя подключённых к выходам разрядов реверсивного счетчика, -мгновенное значение кода занесенного в разряды делителя Абсолютная величина систематической погрешности, в режиме слежения

где а - количество разрядов регистра сдвига БПЗ Относительную величину погрешности находим по формуле

так как величина коэффициента деления Коп однозначно связана с величиной измеряемой скорости У„ движения объекта Относительная величина погрешности изменяется. Погрешность меньше при малых скоростях движения объекта, когда величина коэффициента деления ДУКД Кр„ велика и погрешность возрастает при больших скоростях движения объекта, когда величина Квп

уменьшается Быстродействие вычислительного устройства меньше при малых

о о

скоростях движения, так как импульсы сигналов 1Д( Ш(/)) и {/+({/2(/)) появляются реже, а среднее количество счетных импульсов остается постоянным

о о

при поступлении каждого импульса сигналов £/+( (/!(/)) и [/+([/2(/)) Это снижает темп поступления счетных импульсов на вход реверсивного счетчика

Предложено на вход логического решающего устройства коррелятора подавать импульсы от генератора через делитель с постоянным коэффициентом деления

Л, = /„ (тг - т,) « /„ (Дт/2) = /„ (а/2/„) = а/2,

(13)

(14)

(15)

Абсолютная величина систематической погрешности

л2 =/о0> - /о А г/2 = Л;,А„/(^2/™)= акш1(гка)

(16)

Относительная величина погрешности

остается неизменной во всем диапазоне измеряемых скоростей

о >

Алгоритм формирования статической характеристики полярного дискретного коррелятора с повышенным быстродействием синтезирован в следующем виде

ДАТ = +

- тр ^ Л - Тр - Дт^

-тр - Дг^Ли,^и2{1)

V и

- г,)) л - т„ - Дг)) | л

, и, [ш(/ - тР )} л и,[и2{1)]] л ?»„(')* й> (')

С/+(ш(г - г,)) л - г, - Дг))

£/+ - гр ^ л С/+(м(* - тР - А г)}

(18)

где (рп(1) — импульсы с частотой повторения /0, Q/)(t) - задается выражениями (5), (9), (10)

Быстродействие вычислительного устройства не зависит от скорости движения Снижение темпа поступления счетных импульсов при малой скорости движения компенсируется увеличением среднего количества счетных им-

0 о

пульсов при поступлении каждого импульса сигналов [/+( Ш(()) и С/+(С/2(<)) Разработана функциональная схема лага с повышенным быстродействием и точностью, работоспособного в широком диапазоне измеряемых скоростей, изображенная на рисунке 1 Схема объединения 13, схема совпадения 16, формирователь 24, триггер 25 с соответствующими связями образуют канал управления обеспечивающий устранение больших начальных отклонений Схемы совпадения 17, 18, схемы объединения 19, 20, делитель частоты 21 и инвертор

23 с соответствующими связями обеспечивают увеличение быстродействия и точности корреляционного лага

первый и второй приемники с амплитудными детекторами, 7, 8 - первый и второй усилители-ограничители, 9 - первый регистр сдвига (БРЗ), 10 - второй регистр сдвига (БПЗ), 11, 12 -первый и второй триггеры, 13 - первая схема объединения (схема ИЛИ), 14, 15, 16, 17,18 -первая, вторая, третья, четвертая и пятая схемы совпадения (схемы И), 19, 20 - вторая и третья схемы объединения (схемы ИЛИ), 21 - делитель частоты с постоянным коэффициентом деления, 22 - тактовый генератор (СЫ), 23 - схема отрицания (схема НЕ), 24 - первый формирователь, 25 - третий триггер, 26 - реверсивный счетчик (РевСч), 27 - второй формирователь, 28 - делитель частоты с управляемым коэффициентом деления (ДУКД), 29 - блок отсчета.

Рисунок 1 - Корреляционный измеритель скорости с повышенным быстродействием и точностью [И]

Количество импульсов в пачках на выходах схем объединения 19, 20 , поступающих на суммирование и вычитание в режиме слежения

М = а{2ь-\-<2„)/Ка (19)

Количество импульсов N в пачках увеличивается при уменьшении скоро-

ста движения объекта и уменьшении величины кода <2„, когда спектр частот сигналов 1/1(1) и (/2(7) низкочастотный Количество импульсов N в пачках уменьшается при увеличении скорости движения объекта и увеличении величины кода (),„ когда спектр частот сигналов £//(() и Ш(1) смещается в область верхних частот.

Быстродействие измерителя скорости поддерживается неизменным в широком диапазоне измеряемых скоростей Количество импульсов в пачках больше, чем в ранее разработанных моделях лагов Таким образом, увеличивается крутизна статической характеристики, формируемой в корреляторе, и, следовательно, возрастает быстродействие измерителя скорости и точность измерения скорости движения объекта

Для проектирования корреляторов лагов введен коэффициент перекрытия по скорости Ку = Ктм/Ктш = хТтах/хТтт = КВг1твх/КВптп, где КПп - коэффициент деления делителя с управляемым коэффициентом деления

Количество разрядов а регистра сдвига БПЗ выбирается из условия

«>1/(Го^), где уо - заданная относительная погрешность дискретизации по

о

времени самого короткого импульса сигнала {/+(и 1(/)). Значение а должно выбираться из ряда значений удовлетворяющих условию, полученному при анализе быстродействия коррелятора. лка/2= (2п+1)л, где и=0, 1, 2, 3, 4, 5 и т д , номер гармоники к—1

Значение коэффициента деления делителя с постоянным коэффициентом деления К0 = а/(282), где 6г - относительная погрешность измерения скорости лагом по схеме на рисунке 1 Частота повторения импульсов тактового ге-

0

нератора = а/хк , где Т^ — интервал корреляции сигнала {/+( и 1(<)) Значение максимально допустимой величины кода предустановки, заносимого в реверсивный счетчик при включении измерителя скорости, принимается равным бпшах = 24 -1 - 2", где Ь — количество разрядов ДУКД управляемых от разрядов реверсивного счетчика Минимальный коэффициент деления ДУКД

АГПнтт = 2" Максимальная частота повторения импульсов на выходе ДУКД /„ти =/0ЛГ/ 2" Количество разрядов с] регистра сдвига БРЗ

Значение минимально допустимой величины кода предустановки, накопленного в реверсивном счетчике 0птт = 2" Максимальный коэффициент деления ДУКД КВптт =2Ъ -1-2" Количество разрядов ДУКД, подключённых к выходам реверсивного счетчика Ъ = а + \о%г{ку +\ + 2-°)

Синтезирована структурная схема коррелятора с использованием ШИМ для измерения продольной скорости движения судна, представленная на рисунке 2 и разработана функциональная схема лага [12]

Синтезирована структурная схема коррелятора с ШИМ для измерения модуля полной скорости и разработана функциональная схема лага [13]

ШИМ - широтно-импульсный модулятор, ВУ - вычитающее устройство, БРЗ - блок регулируемого запаздывания, МнУ - множительное устройство, ЭР - экстремальный регулятор Рисунок 2 - Структурная схема коррелятора с ШИМ при ВАКК способе измерения скорости

В диссертационных исследованиях была существенно переработана и расширена классификационная таблица гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников, исходя из многообразия способов измерения скоростей и возможных вариантов их технических реализаций, с учётом результатов исследований Представленная схема классификации содержит шесть

уровней и производится по виду локации, количеству приёмных гидроакустических преобразователей в антенной системе и виду ориентации их характеристик направленности, режимам излучения, видам модуляции излучаемого сигнала и способам выделения огибающих амплитуд 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 последующий уровень является продолжением отдельных выходов предыдущего уровня В разработанной классификации систематизированы сведения о лагах, позволяющие синтезировать на нижнем уровне более 10000 типов лагов с линейной базой направленных приёмников, при описании которых используется единая терминология В качестве примера проведено описание моделей лагов разработанных автором лично и в коллективе

В третьей главе проведен анализ корреляционных функций отраженных сигналов, синтезирована структурная схема имитатора псевдослучайных аналоговых сигналов, проведено моделирование отдельных функциональных узлов имитатора сигналов и вычислительных устройств лагов

При сильно расчлененном рельефе дна и крупномасштабных неровностях нормированная функция автокорреляции огибающей эхосигналов, как известно, описывается функциональной зависимостью вида 31п(г)/г, где ъ - параметры приемно-передающего тракта и скорости судна Аналоговые сигналы, имеющие подобные коэффициенты корреляции, формируются из дискретного белого шума цифровыми усредняющими фильтрами с конечной импульсной характеристикой, основанными на реализации специальной весовой функции конечной длительности — окна Дирихле

Имитатор (рисунок 3) - источник двух стохастических аналоговых сигналов, с взаимной корреляционной связью, с возможностью задания различных значений временного сдвига между ними и изменяющимся при этом спектральным составом сигналов

ГПСП1(2) - первый (второй) генераторы псевдослучайной последовательности, РГ1 - первый регистр сдвига, ЦТФ1(2, 3)- первый (второй и третий) цифровые трансверсальные фильтры, У1(2, 3) - первый (второй и третий) усилители, У4 - суммирующий усилитель, Мод 1(2) - импульсные модуляторы 1(2)

Рисунок 3 - Функциональная схема имитатора псевдослучайных аналоговых сигналов

Временное запаздывание сигналов, их спектральный состав и величина корреляционной связи изменяются достаточно простыми способами Имитируется непрерывное и импульсное излучение

Проведено моделирование узла логического решающего устройства коррелятора лага изображенного на рисунке 1 Результаты моделирования представлены на рисунке 4

Рисунок 4 - Временные диаграммы сигналов с)(ОиТ1), с!(0иТ2) |

Выходные сигналы поступают в реверсивный счётчик на суммирование и | вычитание в режиме слежения, количество импульсов в пачках определяется по выражению (19). Количество пачек импульсов увеличилось вдвое, количество [ импульсов в пачках зависит от скорости движения судна. |

Заключение

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

1. Предложены методы устранения больших начальных отклонений в полярных корреляторах, способных работать в широких диапазонах измеряемых скоростей. .

2. Получены математические выражения для оценки быстродействия и величин погрешностей, сравнительной оценки способов построения делителей с управляемым коэффициентом деления в полярных дискретных корреляторах.

3. Синтезированы алгоритмы и разработана структурная схема полярного дискретного коррелятора и функциональная схема лага с повышенным быстродействием и точностью.

4. Синтезированы структурные и функциональные схемы измерителей модуля полной скорости и продольной скорости судна с использованием ши-

ротно-импульсной модуляции для сохранения информации об амплитудах сигналов и повышения точности измерений

5 Предложены методы уменьшения погрешностей и даны рекомендации для выбора оптимальной структуры дискретных полярных корреляторов широкодиапазонных лагов с повышенным быстродействием и точностью

6 Разработан имитатор псевдослучайных аналоговых сигналов для проверки и настройки корреляционных и интерполяционных лагов с учетом характеристик приемоизлучающего тракта и движения судна с углом сноса.

7 Уточнена и расширена классификационная таблица лагов с включением в нее вновь разработанных схем построения вычислительных устройств измерителей скорости с линейной базой направленных приемников, которая приводит в единую систему терминологию в этой области научных исследований

Основные работы, в которых опубликованы результаты исследования:

1 Артемьев, А В Уточнение классификации измерителей скорости с линейной базой направленных приемников [Текст] / А В Артемьев, В В Воробьев, В В Завьялов, А А Панченко // Мат-лы шестой междунар науч,-практич конф 5-7 октября 2005 г — Владивосток ДВО Российской Академии транспорта,2005 -С 93-95

2 Панченко, А А. Методика расчета параметров цифрового полярного коррелятора измерителя скорости движения [Текст] / А А Панченко // Вестник Морского государственного университета Сер Судовождение - Владивосток МГУ им адм Г И Невельского, 2004 - Вып №2 - С 101-107

3 Панченко, А А Способ обеспечения работоспособности широкодиапазонных корреляционных измерителей скорости [Текст] / А А Панченко // Вестник Морского государственного университета Сер Судовождение - Владивосток МГУ им адм Г И Невельского, 2004 — Вып №2 — С 94 — 101

4 Панченко А А Способ увеличения точности цифрового полярного коррелятора [Текст] / А А Панченко // Вестник Морского государственного университета Сер Судовождение — Владивосток МГУ им адм Г И Невельского, 2004 - Вып №2 - С 89-94

5 Панченко, А А Корреляционный измеритель курсовой скорости движения судна [Текст] / А А Панченко // Материалы региональной научно-практической конференции «Техническая эксплуатация флота - пути совершенствования» — Владивосток МГУ -2005 -С 163-168

6 Панченко, А А Корреляционный измеритель модуля скорости с ана-лого-дискретным коррелятором [Текст] / А А Панченко // Материалы региональной научно-практической конференции «Техническая эксплуатация флота — пути совершенствования» - Владивосток МГУ -2005 -С 168-173

7 Панченко, А А Погрешности цифрового полярного коррелятора [Текст] / А А Панченко, В В Воробьев // Вестник Морского государственного университета Сер Судовождение - Владивосток МГУ им адм Г И Невельского, 2004 -Вып №2 -С 107-112

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

8 Ас. 1070482 СССР, МКИ3 С01Р 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

9 Ас 1275294 СССР, МКИ3 С01Р 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

10 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

11 Патент №33236 РФ на полезную модель, МПК7 О 01 Р 3/80 Корреляционный измеритель скорости [Текст] / А. А Панченко (РФ) - Опубл Бюл № 28, 2003 - 4 с

12 Патент №40489 РФ на полезную модель, МПК7 в 01 Р 3/80 Корреляционный измеритель скорости [Текст] / А А Панченко (РФ) - Опубл Бюл № 25, 2004 - 2 с

13 Патент №47530 РФ на полезную модель, МПК7 й 01 Р 3/80 Корреляционный измеритель скорости [Текст] / А А Панченко (РФ) - Опубл Бюл № 24, 2005 - 4 с

Личный вклад автора Работы [2, 3, 4, 5, 6, И, 12, 13] опубликованы лично В работе [1] автор расширил и дополнил классификацию на основе синтезированных алгоритмов и разработанных структурных схем вычислительных устройств В работе [7] автор участвовал в постановке задачи, разработке модели, получении аналитических выражений оценки погрешностей В работах [8, 9] автор участвовал в постановке задач, разработке функциональных схем В работе [10] автор участвовал в постановке задач, уточнении моделей

Панченко Александр Алексеевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ЛАГОВ И ИХ ИСПЫТАНИЙ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уел печ л 1,5, уч-изд л 1,0 Тираж 100 зкз_

Формат 60 х 84'/16 Заказ № 476

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

Введение 5 1 Анализ методов построения вычислительных устройств корреляционных лагов

1.1 Анализ способов измерения скорости

1.1.1 Взаимно-корреляционный способ измерения скорости

1.1.2 Автокорреляционный способ измерения скорости движения судна

1.1.3 Взаимно-автокорреляционный способ измерения модуля полной скорости движения судна

1.1.4 Взаимно-автокорреляционный способ определения продольной скорости судна

1.1.5 Интерполяционный способ измерения скорости движения судна

1.2 Анализ способов обработки сигналов в вычислительных устройствах корреляционных лагов

1.2.1 Мультипликативный метод (метод умножения)

1.2.2 Полярный метод

1.2.3 Релейный метод

1.2.4 Метод среднего модуля разности

1.3 Анализ структурных схем корреляторов

1.4 Анализ функциональных схем измерителей скорости

1.4.1 Анализ функциональной схемы корреляционного измерителя скорости с полярным дискретным коррелятором

1.4.2 Анализ способов реализации делителя с управляемым коэффициентом деления

1.4.3 Анализ функциональной схемы корреляционного измерителя скорости с релейным коррелятором

1.5 Выводы по первой главе

2 Разработка вычислительных устройств корреляционных лагов

2.1 Разработка методов ликвидации больших начальных отклонений в одномерных КЭС

2.1.1 Алгоритм ликвидации больших начальных отклонений в полярном дискретном корреляторе измерителя скорости

2.1.2 Оптимизация алгоритма ликвидации больших начальных отклонений в полярном дискретном корреляторе измерителя скорости

2.2 Разработка методов повышения быстродействия и точности измерения скорости

2.2.1 Быстродействие вычислительного устройства корреляционного измерителя скорости движения

2.2.2 Метод повышения быстродействия и точности измерения скорости корреляционным лагом

2.3 Методика расчета полярного дискретного коррелятора измерителя скорости движения

2.4 Разработка новых типов вычислительных устройств корреляционных лагов

2.4.1 Корреляционный измеритель продольной скорости с широтно-импульсным модулятором

2.4.2 Корреляционный измеритель модуля скорости с аналого-дискретным коррелятором

2.5 Уточнение классификации гидроакустических измерителей скорости с линейной базой направленных приемников

2.6 Выводы по второй главе

3 Разработка методов и средств стендовых испытаний вычислительных устройств измерителей скорости

3.1 Корреляционные функции и интервалы корреляции эхо-сигналов, отраженных от неровных поверхностей

3.2 Разработка имитатора аналоговых псевдослучайных сигналов для проверки и настройки корреляционных и интерполяционных измерителей скорости движения

3.3 Результаты моделирования функциональных узлов имитатора сигналов и вычислительных устройств гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников

3.3.1 Моделирование функционального узла формирования псевдослучайных аналоговых сигналов имитатора

3.3.2 Моделирование функционального узла логического решающего устройства полярного дискретного коррелятора

3.3.3 Моделирование функционального узла амплитудно-пгаротно импульсного модулятора аналого-дискретного коррелятора

3.4 Результаты испытаний некоторых типов гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников

3.4.1 Цель стендовых и морских испытаний

3.4.2 Программы и методики стендовых испытаний

3.4.3 Программы и методики морских испытаний

3.4.4 Результаты испытаний корреляционных лагов

3.5 Выводы по третьей главе 146 Заключение 148 Список использованных источников 150 Приложение

Одними из важнейших задач судовождения были и остаются задачи автономного определения путевой скорости и угла сноса судна. Эти задачи в настоящее время успешно решаются разнообразными техническими средствами навигации. Согласно требованиям ИМО и Регистра судоходства РФ на судах водоизмещением 500 per. т. и более, должны быть установлены устройства для измерения скорости и пройденного расстояния -лаги. Информация о скорости судна, выдаваемая лагом, совместно с данными от приборов курсоуказания, используется для решения традиционных задач счисления пути и обеспечения навигационной безопасности плавания.

Современные лаги используются и самостоятельно, и совместно с инерциальными и космическими навигационными системами, радионавигационными системами, гирокурсоуказателями, радиолокационными станциями навигации, системами автоматической радиолокационной прокладки и расхождения судов, системами позиционирования буровых судов и пр. Информация о скорости судна используется для исключения методических погрешностей других технических средств навигации. Увеличение количества транспортных и промысловых судов, рост их тоннажа и скоростей привели к возрастанию интенсивности судоходства на основных морских путях. В связи с этим возросли требования к технико-экономическим характеристикам лагов и появились специфические требования к их выходной информации.

Специалисты в области технических средств навигации и судовождения уделяют большое внимание вопросам разработки и практического использования лагов (способам измерения абсолютной и относительной скоростей, определению и учету поправок лагов, методам расчета методических и инструментальных погрешностей лагов и их учету во время плавания). Использование абсолютного лага наиболее предпочтительно при плавании судна по счислению. Однако существует большой класс задач, где требуется измерение относительной скорости судна, или относительной и абсолютной скоростей совместно: гирокурсоуказатели, адаптивные авторулевые, радиолокационные станции, системы автоматической радиолокационной прокладки и пр. Специфика мореплавания заключается в отрыве на долгое время от береговых ремонтных баз. Поэтому в случае отказа или сбоя в работе любого навигационного прибора, информация от которого не дублируется другими приборами, увеличивается вероятность аварии судна.

В настоящее время абсолютными гидроакустическими лагами (ГАЛ) оснащаются крупнотоннажные суда (более 50000 per. тонн), но имеется достаточное количество моделей относительных ГАЛ, которые могут устанавливаться на судах практически любого водоизмещения. В основном это гидроакустические лаги, использующие эффект Доплера. 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 гидроакустических измерителей скорости с линейной базой направленных преобразователей (ЛБНП), к которым относятся два основных типа: корреляционные измерители скорости (КИС) и интерполяционные измерители скорости (ИИС). Принципы работы этих лагов основаны на корреляционных и интерполяционных способах обработки огибающих амплитуд эхо-сигналов (ОАЭС), принятых минимум на два приемных преобразователя. Корреляционные и интерполяционные способы обработки сигналов начали интенсивно исследоваться с середины 1950-х годов. Эти типы лагов имеют хорошие перспективы в производстве и эксплуатации благодаря их полной автономности, простоте технического воплощения, высокой точности и способности работать в сложных гидрометеорологических условиях. Ряд моделей КИС, кроме информации об абсолютной (или относительной) скорости судна, позволяют одновременно получать информацию и о глубине под килем.

Опубликованные с середины 1950-х годов работы отечественных и зарубежных ученых по корреляционно-экстремальным системам (КЭС) [22, 24, 27, 35, 41, 53, 56, 58, 59, 69, 70], корреляционным гидроакустическим лагам (КГАЛ) [2, 5, 16, 29, 32-35, 87, 100, 103-108] и интерполяционным способам измерения скорости (ИСИС) [13, 19, 44] позволяют выделить несколько способов измерения скорости и рассматривать различные технические реализации этих способов. Все больший теоретический и практический интерес вызывают такие системы экстремального регулирования, в которых для построения экстремальной функции используется свойство корреляционной функции одного или нескольких аргументов достигать максимума при определенном значении аргументов. Вычислительные устройства корреляционных лагов представляют собой техническое воплощение корреляционно-экстремальных систем (КЭС). Под корреляционно-экстремальными системами подразумеваются системы обработки информации, представленной в виде реализаций случайных функций, предназначенные для определения координат движения. В таких системах в той или иной степени используется корреляционная связь между реализациями случайных функций, а определение выходных величин (координат местоположения или их производных) осуществляется в результате нахождения экстремума корреляционной функции или какой-либо другой статистической оценки реализаций случайных функций. Возможно другое определение КЭС, а именно: корреляционно-экстремальными называют системы совмещения реализаций случайных функций, служащие для определения координат движения. С помощью подобных систем решаются разнообразные технические проблемы, к примеру, измерение скорости движения кораблей и подводных лодок, прецизионное измерение местоположения космических кораблей, летательных аппаратов, наведение самолетов и ракет на выбранные участки земной поверхности, высокоточная локация Венеры, слежение за объектами в дальнем космосе и пр.

За внешним различием перечисленных систем скрываются одинаковые принципы действия, порождающие общие основные закономерности управления. Корреляционно-экстремальные системы, как особый тип экстремальных систем, обладают весьма характерными особенностями и с точки зрения математического аппарата, необходимого для их исследования, и с точки зрения физических свойств: длительное вычисление экстремальной функции [22, 24], нелинейные эффекты управления, трудности ликвидации больших начальных отклонений [24, 56] и пр. В корреляционно-экстремальных навигационных системах используется рабочая информация о тех или иных полях со случайной, в пространственном смысле, структурой. Теория корреляционно-экстремальных систем базируется на теории систем экстремального регулирования, с одной стороны, и на корреляционной теории стохастических процессов - с другой. Следует отметить существенный вклад отечественных ученых, как в исследование систем экстремального регулирования [19, 22, 24, 27, 35, 53, 56, 58, 70, 93, 97], так и в разработку корреляционной теории стохастических процессов [61- 63, 69, 72].

Корреляционно-экстремальные системы можно классифицировать [22,24] по виду и объему используемой рабочей и априорной (начальной) информации. По виду рабочей информации, воспринимаемой датчиками, КЭС подразделяются на два класса: КЭС I и КЭС И. К классу КЭС I относятся те корреляционно-экстремальные навигационные системы, в которых рабочая информация о навигационном поле снимается в одной, текущей «точке». В них могут использоваться как поверхностные (поля рельефа морского дна и суши, радиолокационного контраста, оптические и радиотепловые, поля естественной радиоактивности), так и пространственные поля (например, магнитное, гидроакустическое). Системы, в которых рабочая информация снимается с некоторого участка площади -«кадра», относят к классу КЭСII.

По объему априорной информации каждый из классов делится на два подкласса: КЭС 1а, КЭС Iia - системы «без памяти»; КЭС 16, КЭС 116 - системы с «памятью». Примерами КЭС «без памяти» служат корреляционные измерители скорости движения кораблей и подводных лодок, самолетов, ракет, корреляционные измерители скорости проката и потока, а также системы, построенные на основе корреляционных измерителей скорости (корреляционные измерители углового положения искусственного спутника Земли, замкнутые инерциально-корреляционные системы).

Системы «без памяти» практически не нуждаются в априорной информации. В этих системах имеется два или более датчика поля, разнесенных в пространстве. Для определения задержек по времени одного сигнала по отношению к другому, и вычисления на этой основе скорости движения объекта, сигналы этих датчиков сопоставляются.

Для работы КЭС данного подкласса, как правило, необходимы поверхностные поля, так как расстояние между датчиками на движущемся объекте обычно недостаточно для улавливания изменения пространственного поля. Однако при этом можно использовать разнообразные, даже нестабильные во времени, поверхностные поля. Это обусловлено тем, что участок поля, воспринятый одним датчиком, тотчас воспринимается другим датчиком, и нестабильность полей во времени не оказывает заметного влияния на точность КЭС, если изменение поля не слишком быстрое. Водная среда - источник реверберационной помехи или облачный покров с их неоднородными (и нестабильными во времени) характеристиками для таких систем в ряде случаев также может служить полем. Это является достоинством КЭС «без памяти». Другим важным достоинством КЭС данного подкласса является отсутствие потребности в априорной информации. Для функционирования систем «с памятью» необходима априорная информация об используемом случайном процессе, очень часто в виде карт местности.

Дальнейшее деление всех подклассов КЭС может быть продолжено по способу хранения и обработки рабочей и априорной информации. С этой точки зрения КЭС делятся на следующие виды: аналоговые (непрерывные), цифровые (дискретные) и аналого-цифровые. Преимуществом аналоговых устройств является параллельная обработка информации, недостатком - ограниченная точность. Цифровые устройства можно реализовать аппаратным или программным способом. При аппаратной реализации используется соединение разнообразных функциональных блоков, обеспечивающих процесс обработки информации в соответствии с разработанным алгоритмом, то есть создается специализированное вычислительное устройство. При программной реализации алгоритм записывается в виде программы на одном из языков программирования для микропроцессора или микроконтроллера. Аналого-цифровые системы позволяют совместить параллельную обработку информации характерную для аналоговых устройств и высокую точность, присущую цифровым устройствам.

При натурном и математическом моделировании измерителей скорости различных движущихся объектов основанных на обработке радиолокационных и гидроакустических эхо-сигналов и с учетом расстояний от них до отражающей поверхности, возникает несколько проблем, требующих решения. Одной из важнейших проблем является определение спектральных и корреляционных характеристик принимаемых сигналов, на основе которых вырабатываются требования к технико-эксплуатационным характеристикам приемно-излучающих трактов и блокам обработки ОАЭС в корреляционных измерителях скорости, интерполяционных измерителях скорости или других ГАЛ с ЛБНП. Вопросам описания моделей неровностей отражающих поверхностей и характеристикам отраженных от них сигналов посвящено достаточно много литературы. Модели эхо-сигналов, приведенные в работе [51], не учитывают специфику области применения упомянутых СИС на морских и речных судах, которая заключается в том, что сигналы распространяются в гидросфере, где они подвержены существе! гному влиянию реверберации, затухания, рассеяния и других факторов.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Опубликованные в 1958-2006 годах работы отечественных и зарубежных ученых [8-13,15,19, 22-27,29, 32-35, 41, 44-47, 49, 56-63, 69, 81-83, 87-88, 93, 94, 99-110] по корреляционным экстремальным системам (КЭС), корреляционным лагам (KJI) и ИСИС позволяют выделить несколько СИС и аппаратных реализаций этих способов.

Если авиационные КИС достаточно хорошо описаны в литературе: основополагающая монография Боркус М. К. и Черного А. Е. [27] и последующие работы на ее основе [16, 29], то о ГАЛ различных типов в научно-технической литературе сведений мало.

Особенностью КГАЛ является широкий диапазон измерения скоростей: практически от 0,1 узла до 40 узлов. Но для КЭС, как вычислительного устройства корреляционного лага, не решена задача ликвидации больших начальных отклонений [24, 56], а предложенные методы [24] противоречат требованию обеспечения работоспособности [22] в квазистатическом режиме. Для аналоговых [24] и цифровых [53] КЭС приведен анализ их поведения в квазистатическом режиме. В то же время отсутствуют сведения о методике проектирования вычислительных устройств лагов при дискретном представлении информации, методах повышения их точности и быстродействия, учете дополнительных погрешностей обусловленных дискретным представлением информации.

Предложенные новые корреляционные методы определения скорости движения судов [8, 9, 32-34] требуют комбинированных способов обработки измерительной информации - аналого-цифровых.

Классификация и определения, изложенные в работе [44], позволяют синтезировать около 1000 моделей КГАЛ, но не охватывают ГАЛ с ЛБНП построенных на новых СИС и новых способах обеспечения работоспособности широкодиапазонных лагов.

Натурное и математическое моделирование корреляционных измерителей скорости различных движущихся объектов и расстояний от них до отражающей поверхности, основанных на обработке гидроакустических и радиолокационных эхо-сигналов, требует решения нескольких проблем. Одной из важнейших проблем является знание спектральных и корреляционных характеристик отраженных сигналов, на основе которых определяются технико-эксплуатационные характеристики приемно-излучающих трактов и блоков обработки ОАЭС, будь то корреляционные измерители скорости (КИС), интерполяционные измерители скорости (ИИС) или другие ГАЛ с ЛБНП.

При натурном эксперименте очень дорогостоящими являются этапы морских и полетных испытаний. Сократить их стоимость можно, если разработать и создать имитаторы принимаемых сигналов, которые в максимальной мере соответствуют реальным сигналам, формируемых при отражении от поверхностей с различными свойствами. Такие имитаторы могут быть созданы в виде отдельных устройств или прикладных программ для ЭВМ. В связи с выше изложенным, возникают следующие научные задачи: 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 и спектральных функций отраженных сигналов при различных отражающих поверхностях; г) необходимо проанализировать весовые функции усредняющих фильтров для моделирования ОАЭС; д) разработать алгоритм работы имитатора ОАЭС.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Разработка гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников и различными типами вычислительных устройств и методов их проектирования; повышение эффективности стендовых испытаний ГАЛ с ЛБНП.

ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются новые системы обеспечения безопасности плавания и методы повышения эффективности их стендовых испытаний, а объектом исследования - гидроакустические лаги с линейной базой направленных приемников.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи:

1. Разработать методы обеспечения работоспособности вычислительных устройств широкодиапазонных корреляционных лагов с линейной базой направленных преобразователей при больших начальных отклонениях, возникающих при включении электропитания или из-за резких изменений скорости объекта.

2. Разработать метод повышения точности и быстродействия корреляционных измерителей скорости с линейной базой направленных преобразователей в широком диапазоне скоростей.

3. Разработать методику проектирования вычислительного устройства измерителя скорости с линейной базой направленных преобразователей.

4. Разработать новые алгоритмы работы и типы вычислительных устройств лагов с линейной базой направленных преобразователей.

5. Расширить и уточнить классификационную таблицу КГАЛ с включением в нее новых типов измерителей скорости с линейной базой направленных преобразователей.

6. Решить задачу инвариантности применимости выражений для корреляционных функций АОЭС.

7. Решить задачу аппаратного моделирования ОАЭС, принятых антенной системой измерителя скорости с линейной базой направленных преобразователей, с учетом характеристик приемно-излучающего тракта, отражающей поверхности и движения носителя с углом сноса.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Методы обеспечения работоспособности вычислительных устройств измерителей скорости с линейной базой направленных преобразователей в широком диапазоне измерения скоростей.

2. Метод повышения точности и быстродействия измерителя скорости с линейной базой направленных преобразователей в широком диапазоне измерения скоростей.

3. Методика проектирования вычислительного устройства измерителя скорости с линейной базой направленных преобразователей.

4. Классификация ГАЛ с линейной базой направленных преобразователей с учетом новых типов лагов.

5. Метод аппаратного моделирования огибающих амплитуд эхо-сигналов, принятых антенной системой измерителя скорости с линейной базой направленных преобразователей, с учетом характеристик приемно-излучающего тракта, отражающей поверхности и движения носителя с углом сноса.

СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА. В настоящее время продолжаются интенсивные исследовательские работы, направленные на создание новых образцов измерителей скорости, обладающих повышенной эксплуатационной надежностью, точностью показаний, достаточной эффективностью применения и ремонтопригодностью.

Одновременно обозначилась тенденция к разработке измерителей скорости с ЛБНП специализированных типов для решения задач на других видах транспорта (железнодорожном, автомобильном) и в отраслях транспортировки жидкостей (вода, нефть).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При решении поставленных научных задач использовались методы теории гидроакустики, корреляционного и спектрального анализа случайных процессов, положений теории автоматического управления, имитационного моделирования с использованием ЭВМ и натурного эксперимента.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Научная новизна заключается в применении нетрадиционных методов обработки огибающих амплитуд эхо-сигналов для разработки высокоэффективных гидроакустических лагов с повышенным быстродействием и уменьшенными погрешностями, в том числе:

- разработаны методы обеспечения работоспособности вычислительных устройств корреляционных измерителей скорости с линейной базой направленных преобразователей в широком диапазоне измерения скоростей;

- разработан метод повышения точности и быстродействия измерителя скорости с ЛБНП в широком диапазоне измерения скоростей;

- разработана методика проектирования вычислительного устройства измерителя скорости с ЛБНП;

- разработаны новые типы вычислительных устройств ГАЛ с ЛБНП;

- уточнена классификация лагов с ЛБНП с учетом вновь полученных результатов;

- разработан метод моделирования ОАЭС, принятых антенной системой измерителя скорости с ЛБНП, с учетом характеристик приемно-излучающего тракта, отражающей поверхности и движения носителя с углом сноса, позволяющий повысить эффективность стендовых испытаний и существенно сократить этап морских испытаний.

Научная новизна исследований подтверждена десятью Авторскими свидетельствами СССР, полученными в соавторстве по данной тематике и тремя Патентами РФ на полезную модель полученными лично.

ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ. Доказывается корректным применением апробированного математического аппарата, совпадением результатов теоретических исследований с данными машинного имитационного моделирования, стендовых и натурных испытаний образцов гидроакустических лагов с ЛБНП в лабораторных и реальных условиях.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Практическая ценность работы заключается в разработке рекомендаций по выбору и построению ГАЛ с ЛБНП с учетом условий эксплуатации и разработке методики проектирования этих ГАЛ. Важным практическим результатом являются разработка новых типов ГАЛ с ЛБНП и сокращения времени их проектирования при применении полученного метода аппаратного формирования ОАЭС, принятых антенной системой лага при движении судна с углом сноса. Основные выводы анализа, который приведен в диссертационной работе, подтверждены при машинном моделировании, стендовых и морских экспериментах с отдельными блоками и макетными образцами ГАЛ с ЛБНП.

Тема диссертационной работы связана с НИР и ОКР, проводимых на кафедре "Технические средства судовождения" в ФГОУ ВПО МГУ (ДВВИМУ, ДВГМА) им. адм. Г. И. Невельского в соответствии с общесоюзной программой "Океан"; планами НИР МТ (ММФ) на 1977-2001 гг.; программой "Урал-АС" 1982 г.; планами НИР вуза в рамках следующих общих тем: "Датчики навигационной информации для судового измерительного комплекса", "Исследование и разработка датчиков навигационной информации для обеспечения безопасности судовождения", "Повышение эффективности технических средств навигации и разработка методов их комплексного использования».

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты работы непосредственно использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР на кафедре "Технические средства судовождения" ФГОУ ВПО МГУ им. адм. Г. И. Невельского.

Выводы и рекомендации, полученные при разработке диссертации, внедрены в процесс обучения курсантов и студентов ФГОУ ВПО МГУ им. адм. Г. И. Невельского (лекции, курсовое и дипломное проектирование).

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные теоретические положения подтверждены при машинном имитационном моделировании и экспериментальных испытаниях макетных образцов ГАЛ с ЛБНП в морских условиях на исследовательских судах и лабораторных стендовых испытаниях с использованием имитатора ОАЭС. При разработке программ для ЭВМ, макетных образцов ГАЛ с ЛБНП и имитатора ОАЭС использованы результаты теоретических исследований, изложенных в диссертационной работе.

Материалы работы были доложены и одобрены на: четвёртой Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана" - 1983 г., международной научно-технической конференции "Наука - морскому образованию на рубеже веков" - 2000 г., региональной научно-практической конференции "Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования" - 2005 г., шестой международной научно-практической конференции "Проблемы транспорта Дальнего Востока" - 2005 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 27 работ, в том числе 9 без соавторства, получено 10 авторских свидетельств СССР на изобретения и 3 патента РФ на полезную модель.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация представлена на 163 листах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и одного приложения. Основной текст диссертации изложен на 133 страницах, включая 39 рисунков и 5 таблиц. Список использованных источников содержит 110 наименований.

3.5 Выводы по третьей главе

По результатам исследований проведенных в главе три можно сделать следующие выводы:

1. Обоснованы статистические характеристики случайных процессов необходимых для схемотехнического моделирования и создания имитатора псевдослучайных аналоговых сигналов. Степень совпадения статистических характеристик реальных эхо-сигналов и сформированных достаточно хорошая, и сформированные процессы можно использовать для машинного моделирования работы вычислительных устройств лагов.

2. Разработана функциональная схема имитатора псевдослучайных аналоговых сигналов для настройки и испытаний вычислительных устройств гидроакустических лагов с ЛБНП и путем схемотехнического моделирования подтвержден предложенный метод формирования псевдослучайных процессов.

3. Подтверждено путем схемотехнического моделирования, что предложенный метод повышения быстродействия полярного дискретного коррелятора увеличивает быстродействие в два раза с одновременным увеличением точности измерения скорости.

4. Машинное моделирование функционального узла аналого-дискретного коррелятора с использованием амплитудно-широтного импульсного модулятора подтверждают работоспособность предложенных новых структур корреляторов с использованием широтно-импульсной модуляции и могут найти применение в новых разработках лагов.

5. Результаты стендовых и морских испытаний опытных образцов лагов с полярными дискретными и релейными корреляторами имеют достаточно хорошее совпадение с результатами теоретических исследований.

Основные научные результаты, изложенные в главе, опубликованы в работах [39, 40, 45, 46, 64, 65, 66, 67]. Публикации в изданиях перечня ВАК РФ [48].

Заключение

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

1. Синтезированы алгоритмы формирования статических характеристик корреляторов и разработаны методы устранения "больших" начальных отклонений в полярных дискретных корреляторах, позволяющие решить проблему обеспечения работоспособности широкодиапазонных корреляционных лагов.

2. Получены новые математические выражения для качественной и количественной оценки величин погрешностей в полярном дискретном корреляторе, позволившие синтезировать алгоритм формирования статической характеристики полярного дискретного коррелятора с повышенным быстродействием и разработать функциональную схему корреляционного лага с большей точностью измерения скорости.

3. Разработаны структурные схемы новых вычислительных устройств лагов с использованием широтно-импульсной модуляции, позволяющей сохранить информацию об огибающих амплитуд эхо-сигналов и разработаны функциональные схемы лагов с аналого-дискретными корреляторами для измерения продольной и модуля скорости.

4. Уточнена классификационная таблица лагов с включением в неё новых схем построения вычислительных устройств измерителей скорости с линейной базой направленных приемников, которая приводит в единую систему терминологию в этой области научных исследований и позволяет синтезировать структурные схемы новых типов лагов для различных условий эксплуатации.

5. Разработана методика инженерного проектирования полярного дискретного коррелятора взаимно-корреляционного измерителя скорости.

6. Систематизированы сведения о корреляционных функциях эхо-сигналов и на этой основе разработана функциональная схема имитатора аналоговых псевдослучайных сигналов, позволяющего проводить стендовые испытания вычислительных устройств гидроакустических лагов с линейной базой направленных приемников.

7. Машинное моделирование функциональных узлов имитатора аналоговых псевдослучайных сигналов и вычислительных устройств лагов подтвердили правильность выводов и рекомендаций, полученных теоретическим путем.

1. А. с. 1040418 СССР, МКИ3 G01P 3/64, G01C 22/02. Корреляционный измеритель скорости Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов и

2. A. А. Панченко (СССР). № 3435580/18-10; заявлено 23.04.82; опубл. 07.09.83, Бюл.№ 33. -4 с.

3. 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.

4. 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.

5. А. с. 1274457 СССР, МКИ3 G01P 3/00 G01P 5/00. Способ определения скорости судна относительно грунта Текст. / Б. Г. Абрамович,

6. 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.

7. А. с. 1275294 СССР, МКИ3 G01P 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.

8. А. с. 1329407 СССР, МКИ3 G01S 15/00. Эхолот Текст. / Б. Г. Абрамович, В. В. Завьялов, А. А. Панченко, А. В. Артемьев и В. О. Шестовский (СССР). № 3909049/40-23; заявлено 05.05.85; зарег. 08.04.87, Бюл. № 29; опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4. - С. 496. - 4 с.

9. А. с. 1685168 СССР, МКИ3 G01S 7/52. Эхолот Текст. / Б. Г. Абрамович, А. А. Панченко, В. В. Завьялов, А. В. Артемьев и

10. 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.

11. А. с. 537315 СССР, МКИ3 G01P 9/66, G01P 3/58. Способ определения скорости судна относительно дна Текст. / В. И. Воловов, В. В. Краснобородько, 10. П. Лысанов, В. А. Сечкин (СССР). -№ 2051138/10 заявлено 09.08.74; опубл. 30.11 76, Бюл. № 44 4 с.

12. А. с. 640209 СССР, МКИ3 G01P 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.

13. 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. - 4 с.

14. 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.

15. 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.

16. А.с. №1206706 СССР, МКИ3 G 01 Р 3/48. Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления Текст. / А. Н. Егорычев, Л. С. Привер (СССР). Опубл. Бюл. №3, 19864 с.

17. А.с. №402803 СССР, МКИ3 G 01 Р 3/68, G 01 С 22/02. Устройство для измерения пути и линейной скорости объекта Текст. / В. А. Ржевкин, А. Д. Леденев (СССР). Опубл. Б.И. №42,1973.- 4 с.

18. А.с. №466453 СССР, МКИ3 G 01 Р 3/64. Корреляционный измеритель скорости Текст. / В. А. Ржевкин, А. Д. Леденев (СССР). -Опубл. Б.И. №13,1975.-4 с.

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

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

21. Алиев, Т. М. Вероятностные измерительно-вычислительные устройства Текст. / Т. М. Алиев, Г. С. Тер-Исраелов, А. А. Тер-Хачатуров-М.: Энергоатомиздат, 1983 168 с.

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

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

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

25. Бендат, Дж. Прикладной анализ случайных данных Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол // Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 540 с.

26. Бендат, Дж. Приложения корреляционного и спектрального анализа Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол // Пер. с англ. М.: Мир, 1983. -312 с.

27. 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.

28. Бронштейн, И. Н Справочник по математике Текст. / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. Лейпциг: Тойнбнер; М. : Наука, 1980.-976 с.

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

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

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

32. Воловов, В. И. Новый акустический способ определения скорости судна Текст. / В. И. Воловов, В. В. Краснобородько, 10. П. Лысанов, В. А. Сечкин // Океанология, т. XVII. М.: АН СССР, - 1977. - С. 158 -163.

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

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

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

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

37. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника Текст. / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. М.: Высш. шк., 2004. - 790 с.

38. Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах Текст. / В. С. Гутников. Л.: Энергоатомиздат, Л. О., 1988. -304 с.

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

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

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

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

43. Завьялов, В. В. Корреляционный лаг Текст. / В. В. Завьялов,

44. A. А. Панченко // Аппаратура и системы в океанографических исследованиях: Тез. докл. / Четвертая Всесоюз. науч.-техн. конф. «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана». Владивосток, 1983.-С. 118.

45. Завьялов, В. В. Статистические характеристики амплитуд огибающих эхосигналов, отраженных от неровных поверхностей Текст. /

46. B. В. Завьялов, А. В. Артемьев, А. А. Панченко // Транспортное дело России. М.: Морские вести России, 2005. - Спецвыпуск № 3. - С. 32-34.

47. Зельдин, Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре Текст. / Е. А. Зельдин. JL: Энер-гоатомиздат, JI. О., 1986. - 280 с.

48. Зубкович, С. Г. Статистические характеристики радиосигналов, отраженных от земной поверхности Текст. / С. Г. Зубкович. М. : Сов. радио, 1968. -224 с.

49. Карпов, Р. Г. Преобразование и математическая обработка ши-ротно-импульсных сигналов Текст. / Р. Г. Карпов, Н. Р. Карпов. JT. : Машиностроение, 1977. - 165 с.

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

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

52. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров: определения, теоремы, формулы Текст. / Г. Корн, Т. Корн // Пер. с англ. И. Г. Арамановича и др.; под общ. ред. И. Г. Арамановича. -М.: Наука, 1970. 720 с.

53. 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.

54. Кузовков, Н. Т. Непрерывные и дискретные системы управления и методы их идентификации Текст. / Н. Т. Кузовков, С. В. Караба-нов, О. С. Салычев. М.: Машиностроение, 1978. - 222 с.

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

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

57. Ланцов, А. Л. Цифровые устройства на комплементарных МДП интегральных микросхемах Текст. / А. Л. Ланцов, Л. С. Зворыкин, И. Ф. Осипов. -М.: Радио и связь, 1983. 272 с.

58. Левин, Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники, Т. 1 Текст. / Б. Р. Левин. М.: Советское радио, 1974. - 552 с.

59. Левин, Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники Текст. / Б. Р. Левин. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

60. Лёзин, Ю. С. Введение в теорию и технику радиотехнических систем: Учеб. пособие Текст. / Ю. С. Лёзин. М.: Радио и связь, 1986. -280 с.

61. 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. 17- 42. ХДТ-5/1-87; № ГР 01840070689. - Инв. № 02870002952.

62. Марпл-мл., С. JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения Текст. / С. JI. Марпл-мл.// Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 584 с.

63. 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.

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

65. Микиша, А. М. Толковый математический словарь. Основные термины Текст. / А. М. Микиша, В. Б. Орлов М. : Рус. яз., 1989.-244 с.

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

67. Панченко А. А. Способ увеличения точности цифрового полярного коррелятора Текст. / А. А. Панченко // Вестник Морского государственного университета. Сер. Судовождение. Владивосток: МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2004. - Вып. №2. - С. 89 - 94.

68. Панченко, А. А. Погрешности цифрового полярного коррелятора Текст. / А. А. Панченко, В. В. Воробьев // Вестник Морского государственного университета. Сер. Судовождение. Владивосток: МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2004. - Вып. №2. - С. 107 - 112.

69. Патент №33236 РФ на полезную модель, МПК7 G 01 Р 3/80. Корреляционный измеритель скорости Текст. / А. А. Панченко (РФ). -Опубл. Бюл. №28, 2003. 4 с.

70. Патент №40489 РФ на полезную модель, МПК7 G 01 Р 3/80. Корреляционный измеритель скорости Текст. / А. А. Панченко (РФ). -Опубл. Бюл. №25,2004 2 с.

71. Патент №47530 РФ на полезную модель, МПК7 G 01 Р 3/80. Корреляционный измеритель скорости Текст. / А. А. Панченко (РФ). -Опубл. Бюл. №24,2005 4 с.

72. Применение интегральных микросхем: Практическое руководство. В 2-х кн.; Кн. 1 Текст. / Под ред. А. Уильямса // Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-432 с.

73. Пухальский, Г.И. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник Текст. / Г.И. Пухальский, Т. Я. Новосельцева. -М.: Радио и связь, 1990.-304 с.

74. Самарский, А. А. Численные методы Текст. / А. А. Самарский, А. В. Гулин. М.: Наука, 1989. - 432 с.

75. Самонастраивающиеся системы: Справочник Текст. / Под ред. П. И. Чинаева. Киев : Наукова думка, 1969. - 528 с.

76. Словарь по кибернетике Текст. / Под ред. В. М. Глушкова. -Киев : Главная редакция УСЭ, 1979. 622 с.

77. Суевалов, JI. Ф. Справочник по расчетам судовых автоматических систем Текст. / Л. Ф. Суевалов. Л.: Судостроение, 1989.-408 с.

78. Теория и применение псевдослучайных сигналов Текст. / А. И. Алексеев, А. Г. Шереметьев, Г. И. Тузов, Б. И. Глазов. М.: Наука, 1969.-368 с.

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

80. Хоровиц, П. Искусство схемотехники: В 2-х томах; Т. 2 Текст. / П. Хоровиц, У. Хилл // Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 500 с.

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

82. Шалыгин, А. С. Прикладные методы статистического моделирования Текст. / А. С. Шалыгин, Ю. И. Палагин. JI.: Машиностроение. Л. О, 1986.-320 с.

83. Шило, В. Л. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы Текст. / В. Л. Шило. М.: Радио и связь, 1982. - 128 с.

84. Шкритек, П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике Текст. / П. Шкритек // Пер. с нем. М.: Мир, 1991. - 446 с.

85. 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.

86. Янсен, Й. Курс цифровой электроники: В 4-х т. Текст. / Й. Ян-сен // Пер. с голл. М.: Мир, 1987.

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

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

89. 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.

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

91. 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.

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

93. 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.

94. 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.

95. 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.

96. Phillips, B. On the development of a correlation sonar velocity log Text. / B. Phillips, H. Robinson, M. Hill. Unmanned Undersea Vehicles Symposium, Naval Undersea Warfare Center, Newport, U.S.A., April 24—27, 2000.

97. 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.

98. 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. АКТ О ВНЕДРЕНИИг. Владивостокtl11 " июля 2007 г.

99. Наименование организации ФГОУ ВПО "Морской государственный университет имени адмирала Г, И. Невельского"

100. ФГОУ ВПО "Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского".

101. Научный руководитель, д.т.н., доцент Завьялов В. В. Ответственный исполнитель Панченко А. А.

102. Дата внедрения 4 июля 2007 года

103. Участвовали во внедрении от производства (должность, фамилия, имя, отчество)директор института "Морская академия" Гаманов Владимир Федорович, начальник судоводительского факультета Домбинский Александр Павлович