Статистический метод оценки эффективности согласованной со средой обработки сигналов

Предложен статистический метод оценки эффективности согласованной со средой обработки на основе оценки вероятностной характеристики выбранного случайного показателя SINR, вероятности значений которого распределены по закону минимального значения Гумбеля. Статистический метод предназначен для обработки данных натурных испытаний или модельных исследований гидроакустических приемных систем. В основу оценки вероятностной характеристики показателя SINR положен статистический анализ результатов согласованной со средой обработки сигналов в целях оценки параметров распределения этого показателя в конкретных условиях функционирования приемной системы. Приводятся примеры использования метода при моделировании согласованных со средой приемных систем для решения задач сравнения качества обработки в условиях рассогласования свойств модельного и реального волноводов, а также наличия случайных ошибок измерения параметров волновода. Моделирование результатов обработки при этом осуществлялось с использованием программного комплекса SonarMFP, разработанного АО «СПИИРАН-НТБВТ» и предназначенного для расчета функции неопределенности источника акустического сигнала при согласованной со средой обработке с использованием технологий географических информационных систем. Показано, что полученные результаты позволяют количественно сравнивать с использованием вероятностных мер согласованные со средой приемные системы, работающие в различных условиях. Метод также может быть полезен при выработке требований к информационному обеспечению приемных систем на принципах согласованной со средой обработки.

1. Малышкин Г.С. Современное состояние с разработкой методов и алгоритмов обработки гидроакустических сигналов, согласованных со средой распространения // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб. : Наука, 2012. С. 369—371.

2. Сазонтов А.Г., Малеханов А.И. Согласованная пространственная обработка сигналов в подводных звуковых каналах (обзор) // Акустический журнал. 2015. Т. 61, вып. 2. С. 233—253. doi: 10.7X68/S0320791915020124

3. Машошин А.И. Практические задачи гидроакустики, решаемые с использованием алгоритмов обработки сигналов, согласованных со средой их распространения (обзор) // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2017. Т. 10, № 1. С. 37—48. doi: 10.7868/S2073667317010051

4. Интеллектуальные географические информационные системы для мониторинга морской обстановки / Под общ. ред. чл.- кор. РАН Р.М. Юсупова и д-ра техн. наук В.В. Поповича. СПб. : Наука, 2013. 283 с.

5. Mantzel W., Romberg J., Sabra K. Compressive matched-field processing // J. Acoust. Soc. America. 2012. V. 132(1). P. 90. doi: 10.1121/1.4728224

6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика : учеб. пособие. В 10 т. Т. 6. Гидродинамика. 3-е изд. М. : Наука, 1986. 736 с.

7. Дюльдина Н.И. Достоверность теоретических оценок результатов исследований распространения звука вдоль трасс для схемы движущийся источник – стационарный приемник // Материалы 4-й Всероссийской научно-технической конференции «Технические проблемы освоения Мирового океана». Владивосток : ИПМТ ДВО РАН, 2011. С. 180—184.

8. Ермолаев В.И., Леонтьев Ю.Б., Попович В.В., Чиров Д.В. Расчет функции неопределенности источника шума в подводных волноводах при согласованной со средой обработке сигналов, ч. 1 // Морская радиоэлектроника. 2018. № 3. С. 54—59.

9. Ермолаев В.И., Леонтьев Ю.Б., Попович В.В., Чиров Д.В. Расчет функции неопределенности источника шума в подводных волноводах при согласованной со средой обработке сигналов, ч. 2 // Морская радиоэлектроника. 2018. № 4. С. 38—40.

10. Вакар В.И., Вакар Р.В., Коновалов В.Е., Попович В.В., Чиров Д.В. Результаты натурных экспериментов по согласованной со средой обработке сигналов в мелководной акватории // Морская радиоэлектроника. 2019. № 4. С. 40—45.

11. Soares C., Jesus S. Broadband matched-field processing: Coherent and incoherent approaches // J. Acoustical Soc. America. 2003. V. 113(5). P. 2587. doi: 10.1121/1.1564016

12. Wang Q., Wang Y., Zhu G. Matched field processing based on least squares with a small aperture hydrophone array // Sensors. 2017. V. 17(1). P. 71. doi: 10.3390/s17010071

13. Джонсон Н.Л., Коц С., Балакришнан Н. Одномерные непрерывные распределения. В 2 ч. Ч. 2 / Пер. 2 англ. изд. М. : БИНОМ, 2015. 600 с.

14. Вадзинский Р.Н. Справочник по вероятностным распределениям. СПб. : Наука, 2001. 295 с.

15. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация / Пер. с англ. М. : Мир, 1985. 509 с.