hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-849Research ArticleВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОКЕАНА И АТМОСФЕРЫINTERACTION OF MARINE OBJECTS*, OCEAN‏ AND ‏ATMOSPHEREИсследование особенностей функционирования региональной системы подводного навигационного обеспечения в различных гидрологических условияхThe research of functioning of the regional system of underwater navigation support in different hydrological conditionsМоргуновЮ. Н.MorgunovYu. N.

г. Владивосток

Vladivostok

Evgeni@poi.dvo.ruБезответныхВ. В.BezotvetnikhV. V.

г. Владивосток

Vladivostok

БородинА. Е.BorodinA. E.

г. Владивосток

Vladivostok

БуренинА. В.BureninA. V.

г. Владивосток

Vladivostok

ВойтенкоЕ. А.VoytenkoE. A.

г. Владивосток

Vladivostok

Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наукРоссияV. I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute Far Eastern Branch of RASRussian FederationДальневосточное отделение Секции прикладных проблем при Президиуме РАНРоссияFar Eastern office of applied problems section of Presidium of RASRussian Federation201618112022938086Copyright © Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Бородин А.Е., Буренин А.В., Войтенко Е.А., 20222022Моргунов Ю.Н., Безответных В.В., Бородин А.Е., Буренин А.В., Войтенко Е.А.Morgunov Y.N., Bezotvetnikh V.V., Borodin A.E., Burenin A.V., Voytenko E.A.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/849

Приведены результаты экспериментальных и численных исследований закономерностей формирования акустических полей, сформированных низкочастотными импульсными сигналами, распространяющимися из шельфа в глубокое море. Обсуждаются результаты эксперимента, проведенного в Японском море в апреле 2014 г., в сравнении с результатами, полученными в августе 2006 г., на одной и той же акустической трассе, с расстояниями между корреспондирующими точками более 100 км. В апреле гидрологические условия на шельфовом участке трассы и в верхнем слое глубоководной части моря характеризовались наличием относительно слабого (~0.35 с−1) отрицательного вертикального градиента скорости звука, в то время как в августе 2006 г. он составлял ~1.5 с−1. Экспериментальные и численные исследования показали, что эффект акустического «оползня» в условиях слабого отрицательного градиента скорости звука также проявляется, но структура акустического поля захваченного подводного звукового канала имеет более сложный характер с растянутой во времени импульсной характеристикой. Тем не менее, ее упорядоченная, стабильная и хорошо идентифицируемая структура во всех случайно выбранных для измерений точках на трассе позволяет рассчитывать на создание эффективных подводных навигационных систем по типу ГЛОНАСС и GPS для сезона с весенней гидрологией.

The paper presents the results of experimental and numerical studies of the regularities of formation of acoustic fields generated by low-frequency pulse signals propagating from the shelf into the deep sea. The results of an experiment conducted in the Japan Sea in April 2014 are discussed in comparison with the results obtained in August 2006, on the same acoustic track, with distances between corresponding points of more than 100 km. In April hydrological conditions on the coastal zone of the acoustic trace and in the upper layer of the deep part of the sea were characterized by a relatively weak (~0.35 s−1) negative vertical gradient of sound speed, while in August 2006 it was ~1.5 s−1. Experimental and numerical studies showed that the effect of acoustic «mudslide» in the conditions of weak negative gradient of sound speed is also apparent, but the structure of the acoustic field which is trapped by the underwater sound channel has a more complicated structure with a stretched time impulse response. However, it’s ordered, stable and well identifiable structure in all randomly selected points for measurement on the acoustic trace may provide the establishment of effective underwater navigation systems of GLONASS and GPS type for a season of spring hydrology.

гидроакустикараспространение звукапсевдослучайные сигналыподводная навигацияhydroacousticssound propagationpseudorandom signalsunderwater navigationReferencesБезответных В. В., Буренин А. В., Моргунов Ю. Н., Половинка Ю. А. Экспериментальные исследования особенностей распространения импульсных сигналов из шельфа в глубокое море // Акуст. журн. 2009. Т. 55, № 3. С. 374—380.Безответных В. В., Буренин А. В., Моргунов Ю. Н., Половинка Ю. А. Экспериментальные исследования особенностей распространения импульсных сигналов из шельфа в глубокое море // Акуст. журн. 2009. Т. 55, № 3. С. 374—380.Акуличев В. А., Безответных В. В., Буренин А. В., Войтенко Е. А., Моргунов Ю. Н. Эксперимент по оценке влияния вертикального профиля скорости звука в точке излучения на шельфе на формирования импульсной характеристики в глубоком море // Акуст. журн. 2010. Т. 56, № 1. С. 51—52.Акуличев В. А., Безответных В. В., Буренин А. В., Войтенко Е. А., Моргунов Ю. Н. Эксперимент по оценке влияния вертикального профиля скорости звука в точке излучения на шельфе на формирования импульсной характеристики в глубоком море // Акуст. журн. 2010. Т. 56, № 1. С. 51—52.Акуличев В. А., Бородин А. Е., Буренин А. В., Моргунов Ю. Н., Стробыкин Д. С. Применение сложных акустических сигналов в дальней навигации подводных объектов // ДАН. 2007. Т. 417, № 5. С. 693—696.Акуличев В. А., Бородин А. Е., Буренин А. В., Моргунов Ю. Н., Стробыкин Д. С. Применение сложных акустических сигналов в дальней навигации подводных объектов // ДАН. 2007. Т. 417, № 5. С. 693—696.Tappert F. D., Spiesberger J. L., Wolfson M. A. Study of a novel range-dependent propagation effect with application to the axial injection of signals from the Kaneohe source // J. Acoust. Soc. Amer. 2002. V. 111, № 2. P. 757—762.Tappert F. D., Spiesberger J. L., Wolfson M. A. Study of a novel range-dependent propagation effect with application to the axial injection of signals from the Kaneohe source // J. Acoust. Soc. Amer. 2002. V. 111, № 2. P. 757—762.Акуличев В. А., Моргунов Ю. Н., Бородин А. Е. Региональная система подводного навигационного обеспечения и дистанционного управления // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2014. Т. 7, № 2. С. 36—40.Акуличев В. А., Моргунов Ю. Н., Бородин А. Е. Региональная система подводного навигационного обеспечения и дистанционного управления // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2014. Т. 7, № 2. С. 36—40.Bowlin J. B., Spiesberger J. L., Duda T. F., Freitag L. E. Ocean acoustical ray-tracing software RAY, Woods Hole Oceanographic Technical Report, WHOI-93-10, 1993.Bowlin J. B., Spiesberger J. L., Duda T. F., Freitag L. E. Ocean acoustical ray-tracing software RAY, Woods Hole Oceanographic Technical Report, WHOI-93-10, 1993.Spindel R. C., Na J., Dahl P. H., Oh S., Eggen C., Kim Y. G., Akulichev V. A., Morgunov Y. N. Acoustic Tomography for Monitoring the Sea of Japan: A Pilot Experiment // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2003. V. 28, № 2. P. 297—302.Spindel R. C., Na J., Dahl P. H., Oh S., Eggen C., Kim Y. G., Akulichev V. A., Morgunov Y. N. Acoustic Tomography for Monitoring the Sea of Japan: A Pilot Experiment // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 2003. V. 28, № 2. P. 297—302.

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