hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-840Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREОценка точности пассивного определения дистанции до цели физическими методамиThe accuracy of passive ranging using physical methodsГриненковА. В.GrinenkovA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

МашошинА. И.MashoshinA. I.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ШафранюкЮ. В.ShafranyukY. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»РоссияJSC «Electropribor»Russian Federation201617112022928187Copyright © Гриненков А.В., Машошин А.И., Шафранюк Ю.В., 20222022Гриненков А.В., Машошин А.И., Шафранюк Ю.В.Grinenkov A.V., Mashoshin A.I., Shafranyuk Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/840

Целью работы является модельная оценка точности пассивного определения дистанции до цели при совместном использовании двух физических методов — энергетического, основанного на измерении абсолютного уровня сигнала цели на входе антенны, и динамического, базирующегося на измерении скорости изменения пеленга цели. Выбор этих методов обусловлен тем, что они не предъявляют специальных требований к приемной антенне. Моделирование осуществлялось с помощью алгоритма совместного использования названных методов, синтезированного по методу максимального правдоподобия, исходя из допущения о независимости ошибок измерения абсолютного уровня сигнала и скорости изменения пеленга. Результаты моделирования привели к следующим выводам: 1) точность определения дистанции с использованием синтезированного алгоритма в наибольшей степени зависит от правильности определения класса цели и точности оценки уровня сигнала цели на входе антенны; 2) при правильном определении класса цели среднеквадратическая ошибка определения дистанции до цели лежит в пределах 20—35 % при среднеквадратической ошибке определения уровня сигнала цели 1.5—5 дБ соответственно; 3) при неправильном определении класса цели ошибка определения дистанции до цели многократно возрастает и становится неприемлемой для практического использования.

The purpose of the study is the modeling of the accuracy of passive ranging using 2 physical methods – the energy method based on the estimate of the absolute value of the signal level at the antenna input and the dynamic method based on the bearing velocity estimate. These methods had been chosen because they did not have special claims to the receiving antenna. The modeling was carried out using the algorithm of combined application of both methods, which was synthesized by the method of maximum likelihood. The independence of errors of measurement of the absolute level of signal and speed of bearing measurement was assumed. The results of the modeling are as follows: 1) the passive ranging accuracy mainly depends on the accuracy of target classification and accuracy of signal level estimate; 2) if the target class was determined correctly the passive ranging mean squared error lies in the bounds of 20—35 %; 3) if the target class was determined incorrectly the passive ranging mean squared error rises greatly.

пассивное определение дистанции до целифизические методы определения дистанции до целиметод максимального правдоподобияуровень сигнала цели на входе антенныскорость изменения пеленга целиpassive rangingphysical methods of passive rangingmaximum likelihood algorithmReferencesКорякин Ю. А., Смирнов С. А., Яковлев Г. В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004.Корякин Ю. А., Смирнов С. А., Яковлев Г. В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004.Carter G. C. Passive Ranging Errors due to Receiving Hydrophone Position Uncertainty // JASA. 1979. V. 65, № 2. P. 528—530.Carter G. C. Passive Ranging Errors due to Receiving Hydrophone Position Uncertainty // JASA. 1979. V. 65, № 2. P. 528—530.Hassab I. C., Boucher R. E. Passive Ranging Estimation from an Array of Sensors // Journal of Sound and Vibration. 1979. V. 67, № 2. P. 289—292.Hassab I. C., Boucher R. E. Passive Ranging Estimation from an Array of Sensors // Journal of Sound and Vibration. 1979. V. 67, № 2. P. 289—292.Hassab I. C. Contact Localization and Motion Analysis in the Ocean Environment: a Perspective // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1983. V. OE-8, № 3. P. 136—147.Hassab I. C. Contact Localization and Motion Analysis in the Ocean Environment: a Perspective // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1983. V. OE-8, № 3. P. 136—147.Исак В. А. Измерение дистанции пассивными методами // Морской сборник, 1987. № 5. С. 68—70.Исак В. А. Измерение дистанции пассивными методами // Морской сборник, 1987. № 5. С. 68—70.Картер Дж. К. Обработка сигналов в пассивной гидролокации // Подводная акустика и обработка сигналов. М.: Мир, 1985. С. 415—421.Картер Дж. К. Обработка сигналов в пассивной гидролокации // Подводная акустика и обработка сигналов. М.: Мир, 1985. С. 415—421.Quazi A. H. An Overview on the Time-Delay Estimate in Active and Passive Systems for Target Localization // IEEE Transactions on ASSP. 1987. V. 9, № 3. P. 527—533.Quazi A. H. An Overview on the Time-Delay Estimate in Active and Passive Systems for Target Localization // IEEE Transactions on ASSP. 1987. V. 9, № 3. P. 527—533.Гампер Л. Е. О точности методов пассивной гидролокации с разнесенными бортовыми антеннами // Гидроакустика. 2009. Вып. 9. С. 34—42.Гампер Л. Е. О точности методов пассивной гидролокации с разнесенными бортовыми антеннами // Гидроакустика. 2009. Вып. 9. С. 34—42.Беляев Б. Л., Кузьменко Ю. А., Панкратьев В. В., Степанов Д. В. Об ожидаемом качестве оценок определения координат и параметров движения цели методом «N-пеленгов» при выбранном варианте собственного маневрирования // Сборник докладов научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы создания корабельных информационно-управляющих комплексов». М.: 2011. С. 97—101.Беляев Б. Л., Кузьменко Ю. А., Панкратьев В. В., Степанов Д. В. Об ожидаемом качестве оценок определения координат и параметров движения цели методом «N-пеленгов» при выбранном варианте собственного маневрирования // Сборник докладов научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы создания корабельных информационно-управляющих комплексов». М.: 2011. С. 97—101.Кузьменко Ю. А. Реализация планшетных методов определения координат и параметров движения цели в автоматизированных информационно-управляющих системах неатомных подводных лодок // Сборник докладов научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы создания корабельных информационно-управляющих комплексов». ОАО «Концерн «Моринформсистема-Агат», Москва, 2014, 2—3 апреля. С. 259—263.Кузьменко Ю. А. Реализация планшетных методов определения координат и параметров движения цели в автоматизированных информационно-управляющих системах неатомных подводных лодок // Сборник докладов научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы создания корабельных информационно-управляющих комплексов». ОАО «Концерн «Моринформсистема-Агат», Москва, 2014, 2—3 апреля. С. 259—263.Benlian Xu B., Wang Z. An adaptive tracking algorithm for bearings-only maneuvering target // International Journal of Computer Science and Network Security. 2007. V. 7, N 1. P. 304—312.Benlian Xu B., Wang Z. An adaptive tracking algorithm for bearings-only maneuvering target // International Journal of Computer Science and Network Security. 2007. V. 7, N 1. P. 304—312.Landelle B. Robustness considerations for bearings-only tracking // 11th International Conference on Information Fusion. France: Thales Optronique, Universite Paris-Sud. 2008. P. 8.Landelle B. Robustness considerations for bearings-only tracking // 11th International Conference on Information Fusion. France: Thales Optronique, Universite Paris-Sud. 2008. P. 8.Справочник штурмана / Под ред. В. Д. Шандабылова. Москва: Воениздат, 1968.Справочник штурмана / Под ред. В. Д. Шандабылова. Москва: Воениздат, 1968.Машошин А. И. Синтез оптимального алгоритма пассивного определения дистанции до цели // Морская радиоэлектроника. 2012. № 2 (40). С. 30—34.Машошин А. И. Синтез оптимального алгоритма пассивного определения дистанции до цели // Морская радиоэлектроника. 2012. № 2 (40). С. 30—34.Малышкин Г. С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Т. 1. Оптимальные методы. ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009.Малышкин Г. С. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Т. 1. Оптимальные методы. ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009.Малышкин Г. С. Влияние рассеяния гидроакустических сигналов на эффективность адаптивных алгоритмов при разрешении слабых сигналов в присутствии сильных мешающих источников звука // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013. Т. 6, № 1. С. 78—89.Малышкин Г. С. Влияние рассеяния гидроакустических сигналов на эффективность адаптивных алгоритмов при разрешении слабых сигналов в присутствии сильных мешающих источников звука // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2013. Т. 6, № 1. С. 78—89.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.