Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2376653C1 - Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon - Google Patents

Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon Download PDF

Info

Publication number
RU2376653C1
RU2376653C1 RU2008120066/28A RU2008120066A RU2376653C1 RU 2376653 C1 RU2376653 C1 RU 2376653C1 RU 2008120066/28 A RU2008120066/28 A RU 2008120066/28A RU 2008120066 A RU2008120066 A RU 2008120066A RU 2376653 C1 RU2376653 C1 RU 2376653C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
sea
noise
water area
determining
Prior art date
Application number
RU2008120066/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Сергеевич Аносов (RU)
Виктор Сергеевич Аносов
Юрий Владимирович Румянцев (RU)
Юрий Владимирович Румянцев
Александр Александрович Парамонов (RU)
Александр Александрович Парамонов
Владимир Васильевич Чернявец (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Александр Анатольевич Федоров (RU)
Александр Анатольевич Федоров
Original Assignee
Виктор Сергеевич Аносов
Юрий Владимирович Румянцев
Александр Александрович Парамонов
Владимир Васильевич Чернявец
Александр Анатольевич Федоров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Сергеевич Аносов, Юрий Владимирович Румянцев, Александр Александрович Парамонов, Владимир Васильевич Чернявец, Александр Анатольевич Федоров filed Critical Виктор Сергеевич Аносов
Priority to RU2008120066/28A priority Critical patent/RU2376653C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2376653C1 publication Critical patent/RU2376653C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention refers to stationary systems of simultaneous determination of wind velocity in water area, sea surface disturbance and dynamic underwater noise in water area, preliminary data processing, data transfer to consumer, as well as it can be used as metrological provision during adjustment (calibration) of disturbance parametre measuring instruments installed on movable sea objects and aircrafts. Device includes hydrophones 1, 2, 3, 4, 5, preliminary amplifier 6, communication line 7, wide-band amplifier 8, spectrum analyser 9, spectrum section selection unit 10, water noise classification unit 11, wind velocity determination unit 12, sea disturbance determination unit 13, synchronisation and control unit 14, satellite navigation measuring module 15.
EFFECT: enlarging functional capabilities of the device and improving accuracy during hydrometeorological surveys of water area of sea polygon.
2 dwg

Description

Изобретение относится к стационарным системам одновременного определения скорости ветра на акватории, волнения поверхности моря и динамического подводного шума в акватории, предварительной обработки информации, передачи информации потребителю, а также может быть использовано в качестве метрологического обеспечения при юстировке (тарировке) измерителей параметров волнения, установленных на подвижных морских объектах и летательных аппаратах.The invention relates to stationary systems for the simultaneous determination of wind speed in the water area, waves of the sea surface and dynamic underwater noise in the water area, preliminary processing of information, transmission of information to the consumer, and can also be used as metrological support for the adjustment (calibration) of wave parameters meters installed on moving marine objects and aircraft.

Известные устройства гидрометеорологических наблюдений за акваторией морского полигона [1, 2, 3, 4, 5, 6], как правило, решают конкретную задачу, заключающуюся в определении одного параметра, характеризующего текущее состояние окружающей среды, путем приборной регистрации сигналов с последующей их трансляцией на диспетчерские станции для последующей обработки полученной информации и передачи этой информации потребителям.Known devices for hydrometeorological observations of the water area of a marine landfill [1, 2, 3, 4, 5, 6], as a rule, solve a specific problem, which consists in determining one parameter characterizing the current state of the environment, by instrumental recording of signals with their subsequent transmission to dispatch stations for the subsequent processing of the information received and the transmission of this information to consumers.

В известном устройстве [1], состоящем по крайней мере из двух электродов, соединенных с высокоомным вольтметром, измеряют градиент потенциала электрических полей, по которому определяют высоту волн. При этом устройства регистрации размещают в прибрежной зоне на глубине более 100 м группами и на удалении от береговой черты на расстояние до 4000 м и соединяют их линиями связи с береговой диспетчерской станцией. Данное устройство в основном используется для определения опасности цунами.In the known device [1], which consists of at least two electrodes connected to a high-resistance voltmeter, the gradient of the potential of electric fields is measured, which determines the height of the waves. In this case, the registration devices are placed in the coastal zone at a depth of more than 100 m in groups and at a distance from the coastline to a distance of 4000 m and connected by communication lines to the coastal dispatch station. This device is mainly used to determine the danger of a tsunami.

Недостатками данного устройства является то, что для обеспечения достоверных наблюдений на обширной акватории морского полигона необходимо размещение значительного количества устройств регистрации, соединенных линиями связи с диспетчерской станцией, а также ограниченный диапазон измеряемых параметров.The disadvantages of this device is that to ensure reliable observations in the vast water area of the marine landfill, it is necessary to place a significant number of recording devices connected by communication lines to the dispatch station, as well as a limited range of measured parameters.

В известном устройстве [2], представляющем собой устройство для измерения параметров волнения с летательных аппаратов, включающее блоки излучения, приема, усиления, формирования и преобразования радиосигналов, отраженных от морской поверхности, определение, по мощности отраженных сигналов в зависимости от высоты полета на основании функциональных зависимостей, высоты морских волн.In the known device [2], which is a device for measuring wave parameters from aircraft, including blocks of radiation, reception, amplification, formation and conversion of radio signals reflected from the sea surface, determining the power of the reflected signals depending on the flight altitude based on functional dependencies, heights of sea waves.

Для практической реализации данного устройства, для получения достоверной информации необходимо правильно выбрать и поддерживать на заданном уровне соотношение величин, характеризующих высоту полета летательного аппарата и длительность зондирующего короткого импульса, что возможно обеспечить только при благоприятных погодных условиях, что существенно ограничивает использование данного устройства для длительных и непрерывных наблюдений за акваторией морского полигона.For the practical implementation of this device, in order to obtain reliable information, it is necessary to correctly select and maintain at a given level the ratio of values characterizing the flight altitude of the aircraft and the duration of the probing short pulse, which can only be achieved under favorable weather conditions, which significantly limits the use of this device for long and continuous observations of the water area of the marine landfill.

Известные устройства [3] представляют собой донные станции, устанавливаемые с носителей на дно моря и снабженные регистрирующей аппаратурой геофонного и гидрофонного типа для регистрации сигналов в частотном диапазоне от 3-5 до 200-300 Гц с трансляцией их на диспетчерскую станцию после всплытия по истечении трех недель, для последующей обработки и определения по функциональным зависимостям параметров, характеризующих окружающую среду в месте установки.Known devices [3] are bottom stations installed from carriers to the bottom of the sea and equipped with recording equipment of a geophonic and hydrophone type for recording signals in the frequency range from 3-5 to 200-300 Hz and broadcasting them to a control station after surfacing after three weeks, for subsequent processing and determination of the functional dependencies of the parameters characterizing the environment at the installation site.

Недостатками данных устройств являются низкая автономность (не более 20-30 суток) и оперативность получения информации (только после всплытия), что практически исключает возможность их использования для длительных наблюдений за акваторией морского полигона.The disadvantages of these devices are low autonomy (no more than 20-30 days) and the speed of obtaining information (only after surfacing), which virtually eliminates the possibility of their use for long-term observations of the water area of the marine landfill.

Известные устройства [4, 5] представляют собой дрейфующие станции (буи), снабженные регистрирующей аппаратурой для измерения сигналов, характеризующих температуру и давление окружающей среды, соленость и электропроводность морской воды, по значениям которых на основании функциональных зависимостей определяют гидрометеорологические параметры на акватории морского полигона. Данные станции снабжены спутниковой аппаратурой, что обеспечивает не только оперативную трансляцию на диспетчерские станции измеренной информации, но и позволяет дополнительно определять такие параметры как текущие координаты буя, составляющие вектора скорости буя, а также восстанавливать профиль волнения, путем осуществления совместной обработки текущей высоты и вертикальной скорости буя, поступающих от спутникового навигационного приемника с секундным темпом обновления на основании функциональных зависимостей с определением среднего уровня моря.Known devices [4, 5] are drifting stations (buoys) equipped with recording equipment for measuring signals characterizing the temperature and pressure of the environment, salinity and electrical conductivity of sea water, the values of which based on the functional dependencies determine the hydrometeorological parameters in the water area of the marine landfill. These stations are equipped with satellite equipment, which provides not only quick translation of the measured information to dispatch stations, but also allows you to additionally determine parameters such as current coordinates of the buoy, components of the buoy velocity vector, as well as restore the wave profile by jointly processing the current altitude and vertical speed buoy coming from a satellite navigation receiver with a second update rate based on functional dependencies with ednego sea level.

Однако при этом для получения достоверных параметров необходимо, по крайней мере, выполнение двух условий, обусловленных нахождением четырех спутников в границах зоны видимости полигона при удовлетворительном геометрическом факторе и необходимостью восстановления профиля волнения в следящем по частоте фильтре второго порядка астатизма с коэффициентом сглаживания α=10-3 и собственной частотой фильтра ω0=2π/6. В результате такой фильтрации получают сильно сглаженную первичную волну, так как вторичные волны через такой фильтр не проходят, и далее по функциональным зависимостям подсчитывают число периодов волны на заданном интервале при времени осреднения измеренной информации не менее двух часов.However, in order to obtain reliable parameters, it is necessary, at least, that two conditions are fulfilled due to the four satellites being within the boundaries of the polygon visibility zone with a satisfactory geometric factor and the need to restore the wave profile in the second-order filter of astatism with a smoothing coefficient α = 10 - 3 and the natural frequency of the filter ω 0 = 2π / 6. As a result of such filtering, a strongly smoothed primary wave is obtained, since secondary waves do not pass through such a filter, and then the number of wave periods over a given interval with averaging time of the measured information of at least two hours is calculated by functional dependencies.

Известные устройства за наблюдением морской поверхности, приведенные в [6], представляют собой когерентные РЛС, установленные на берегу, альтиметры, установленные на спутниках, радиодопплеровские измерители параметров волнения, установленные на летательных аппаратах, а также волнографы различных типов и т.п. обеспечивают решение ограниченного числа задач как по числу измеряемых сигналов, так и по объему определяемых параметров с необходимой точностью и достоверностью, что не позволяет их рассматривать в полной мере в качестве средств объективного контроля при гидрометеорологических наблюдениях за акваторий морского полигона, а тем более в качестве средств метрологического обеспечения.Known devices for observing the sea surface, given in [6], are coherent radars installed on the shore, altimeters mounted on satellites, radio-Doppler meters of wave parameters installed on aircraft, as well as various types of waveographs, etc. provide a solution to a limited number of problems both in the number of measured signals and in the volume of determined parameters with the necessary accuracy and reliability, which does not allow them to be fully considered as means of objective control during hydrometeorological observations over the waters of a marine landfill, and even more so as means metrological support.

Наиболее полный набор параметров, характеризующий состояние акватории морского полигона, обеспечивает устройство гидрометеорологических наблюдений за акваторией морского полигона [7], которое содержит последовательно соединенные гидрофон, предварительный усилитель, линию связи, широкополосный усилитель, анализатор спектра, выход которого соединен с первым входом индикатора, блок выделения участка спектра, блок классификации шума моря, блок определения скорости ветра и блок определения волнения моря, при этом вход блока выделения участка спектра соединен с выходом анализатора спектра, а выход - со входами блока классификации шума моря и блока определения скорости ветра, первый выход которого соединен со входом блока определения волнения моря, а первый выход блока классификации шума моря, второй выход блока определения скорости ветра и выход блока определения волнения моря соединены со вторым, третьим и четвертым входами индикатора, блок синхронизации и управления, управляемый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации шума моря, первый синхровыход соединен с синхровходами блока анализатора спектра и блока выделения участка спектра, а второй, третий и четвертый синхровыходы соединены с сихровходами блока классификации шума моря, блока определения скорости ветра и блока определения волнения соответственно, что позволяет использовать его в качестве стационарной системы одновременного определения скорости ветра на акватории, волнения поверхности моря и динамического подводного шума в акватории на основании измеренных сигналов и функциональных зависимостей, предварительной обработки информации и передачи информации потребителю или на диспетчерскую станцию.The most complete set of parameters characterizing the state of the marine landfill area is provided by a hydrometeorological observation device for the marine landfill area [7], which contains a series-connected hydrophone, a preliminary amplifier, a communication line, a broadband amplifier, a spectrum analyzer, the output of which is connected to the first input of the indicator, unit the allocation of the spectrum, the block noise classification of the sea, the unit for determining the wind speed and the unit for determining the sea waves, while the input of the unit for allocating the spectrum is connected to the output of the spectrum analyzer, and the output to the inputs of the sea noise classification unit and the wind speed determination unit, the first output of which is connected to the input of the sea wave determination unit, and the first output of the sea noise classification unit, the second output of the wind speed determination unit and the output the unit for determining sea waves is connected to the second, third and fourth inputs of the indicator, the synchronization and control unit, the controlled input of which is connected to the second output of the unit for classifying sea noise, is the first e is connected to the synchro inputs of the spectrum analyzer unit and the spectrum section allocation unit, and the second, third and fourth sync outputs are connected to the synchro inputs of the sea noise classification unit, the wind speed determination unit and the wave determination unit, respectively, which allows it to be used as a stationary system for simultaneous determination of wind speed in the water area, waves of the sea surface and dynamic underwater noise in the water area based on measured signals and functional dependences, preliminary abotki information and transmitting information on the user or dispatching station.

Однако вывод о том, что "шум судоходства резко спадает с частотой и в выбранном диапазоне на результаты измерений влияет слабо, хотя на частотах 5-7 кГц его влияние наблюдается" не в полной мере соответствует действительности.However, the conclusion that “the noise of shipping sharply decreases with frequency and in the selected range has little effect on the measurement results, although its influence is observed at frequencies of 5-7 kHz” does not fully correspond to reality.

Например, известно (см. например: 1. Сухаревский Ю.М. Статистика основных акустических параметров глубоководных районов океана и вероятная дальность действия гидроакустических систем. // Акустический журнал, 1995, том 41, №5, с.848-864. 2. Справочник по гидроакустике. / Евтютов А.П., Колесников А.Е., Корепин Е.А. и др. - 2-е изд. - Л.: Судостроение, 1988, - 552 с), что интенсивность спектральных характеристик обобщенных шумов убывает с ростом частоты. Максимальные значения шумов морской среды регистрируются в инфразвуковом диапазоне (f≈1-10 Гц) и могут достигать 100-120 дБ. В мелководных районах шумы отдельных компонентов шума морской среды обычно на 10-20 дБ выше, чем в глубоководных. В диапазоне низких звуковых частот (от 10 до 300 Гц) превалируют относительно когерентные шумы судоходства (см. например: Ильичев В.И. Исследование поля акустического шума океана векторно-фазовыми методами. // Акустика океанской среды. / Под ред. Л.М.Бреховских. - М.: Наука, 1989. - с.140-152.), интенсивность которых может достигать 70 дБ и более, при этом участок спектра с максимальными сигналами может сдвигаться с увеличением глубины (от частот f=50-100 Гц для мелководных районов и до f=20-80 Гц - для глубоководных). Для более высоких частот суммарная интенсивность шума морской среды определяется в основном скоростью ветра. В диапазоне 1-10 кГц уровень шума морской среды может значительно увеличиться (до 55 дБ) за счет шумов интенсивных дождей (см. например: Акустика в океане. / Под ред. Л.М.Бреховских, И.Б.Андреевой. - М.: Наука. 1992. - 229 с).For example, it is known (see, for example: 1. Sukharevsky Yu.M. Statistics of the main acoustic parameters of the deep-sea areas and the probable range of action of hydroacoustic systems. // Acoustic Journal, 1995, Volume 41, No. 5, pp. 848-864. 2. Handbook of hydroacoustics. / Evtutov A.P., Kolesnikov A.E., Korepin E.A. et al. - 2nd ed. - L .: Shipbuilding, 1988, - 552 s), that the intensity of the spectral characteristics of generalized noise decreases with increasing frequency. The maximum noise values of the marine environment are recorded in the infrasonic range (f≈1-10 Hz) and can reach 100-120 dB. In shallow areas, the noise of the individual components of the noise of the marine environment is usually 10-20 dB higher than in deep-sea. In the range of low sound frequencies (from 10 to 300 Hz), relatively coherent noise of shipping prevail (see, for example, V.I. Ilyichev Investigation of the acoustic noise field of the ocean by vector-phase methods. // Acoustics of the ocean environment. / Ed. L.M. . Brekhovskikh. - M .: Nauka, 1989. - pp. 140-152.), The intensity of which can reach 70 dB or more, while the portion of the spectrum with maximum signals can shift with increasing depth (from frequencies f = 50-100 Hz for shallow areas and up to f = 20-80 Hz - for deep water). For higher frequencies, the total noise intensity of the marine environment is determined mainly by wind speed. In the range of 1-10 kHz, the noise level of the marine environment can significantly increase (up to 55 dB) due to the noise of intense rains (see, for example, Acoustics in the Ocean. / Ed. By L. M. Brekhovskikh, I. B. Andreeva. - M .: Science. 1992 .-- 229 s).

В целом характеристики шума морской среды сохраняют стационарность для реализаций продолжительностью от 10…20 с до 3…5 минут (см. например: Экспериментальные оценки стационарности подводных шумов океана. / Аредов А.А., Дронов Г.М., Охрименко Н.Н., Фурдуев А.В. // Акустический журнал, 1994, том 40, №3, с.357-361).In general, the noise characteristics of the marine environment remain stationary for implementations lasting from 10 ... 20 s to 3 ... 5 minutes (see, for example: Experimental estimates of the stationarity of underwater ocean sounds. / Aredov A.A., Dronov G.M., Okhrimenko N.N. ., Furduev A.V. // Acoustic Journal, 1994, Volume 40, No. 3, p. 357-361).

Анализ вертикальной изменчивости шумов морской среды (см. например: Курьянов Б.М., Моисеев А.А. Исследование глубинной зависимости низкочастотных шумов океана с помощью буя управляемой плавучести. // Акустический журнал, 1994, том 40, №3, с.380-384) показывает, что для частот менее 100-200 Гц наблюдается тенденция повышения интенсивности на 3-5 дБ вблизи оси подводного звукового канала по сравнению с данными измерений вблизи дна. На более высоких частотах эта зависимость может изменяться на обратную. В частности, отмечено (см. например: Деревянкина Е.И., Кацнельсон Б.Г., Любченко А.Ю. Вертикальная структура интенсивности низкочастотного шумового поля мелкого моря. // Акустический журнал, 1994, том 40, №3, с.380-384), что при регистрации сигналов на частотах от 200 до 600 Гц в мелком море (глубины менее 120 м) вблизи оси подводного звукового канала наблюдаются минимальные значения интенсивности шума морской среды. Суммарные шумы морской среды обладают анизотропией как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. При измерениях направленными гидроакустическими датчиками вариаций шумов (см. например: Шмарфельд Б., Раух Д. Низкочастотные окружающие шумы и шумы, производимые судном в мелкой воде. // Акустика дна океана. / Под ред. У.Купермана и Ф.Енсена, пер. с англ., М.: Мир, 1984. - 460 с.) в азимутальной плоскости отмечалось повышение уровней интенсивности акустического сигнала на 4-5 дБ по направлениям на удаленные (1000 км) шторма и районы интенсивного судоходства. Для полей, близких к точке наблюдений (до 100 км) гидродинамических источников, наибольшая интенсивность наблюдалась с направлений, перпендикулярных к распространению ветровых волн.Analysis of the vertical variability of the noise of the marine environment (see, for example: Kuryanov B.M., Moiseev A.A. Investigation of the depth dependence of low-frequency ocean noise using a buoyant controlled buoyancy // Acoustic Journal, 1994, Volume 40, No. 3, p.380 -384) shows that for frequencies less than 100-200 Hz there is a tendency to increase the intensity by 3-5 dB near the axis of the underwater sound channel compared with the measurement data near the bottom. At higher frequencies, this dependence can be reversed. In particular, it was noted (see, for example, Derevyankina E.I., Katsnelson B.G., Lyubchenko A.Yu. Vertical intensity structure of the low-frequency noise field of the shallow sea. // Acoustic Journal, 1994, Volume 40, No. 3, p. 380-384), that when signals are recorded at frequencies from 200 to 600 Hz in the shallow sea (depths less than 120 m), the minimum values of the noise intensity of the marine environment are observed near the axis of the underwater sound channel. The total noise of the marine environment has anisotropy in both vertical and horizontal planes. When measured by directional hydroacoustic sensors, noise variations (see, for example: Shmarfeld B., Rauch D. Low-frequency ambient noises and noises produced by a vessel in shallow water. // Acoustics of the ocean floor. / Ed. By W. Cooperman and F. Jensen, trans. . from English., M .: Mir, 1984. - 460 pp.) in the azimuthal plane, an increase in the intensity of the acoustic signal by 4-5 dB was noted in directions to remote (1000 km) storms and areas of heavy shipping. For fields close to the observation point (up to 100 km) of hydrodynamic sources, the highest intensity was observed from directions perpendicular to the propagation of wind waves.

Отсутствие в алгоритмах обработки гидрометеорологической обстановки посредством ненаправленного гидрофона, размещенного в толще морской среды на глубине 100-150 м, учета геометрического фактора не позволяет определить такой важный параметр как угол прихода морских волн. Размещение устройства регистрации сигналов (ненаправленного гидрофона) на глубине 100 м для условий мелкого моря, для обычных условий акустической волны из-за влияния придонных течений может распространяться под любыми углами скольжения, и их прямой "захват" маловероятен.The absence of hydrometeorological conditions in the processing algorithms by means of an omnidirectional hydrophone located in the thickness of the marine environment at a depth of 100-150 m, taking into account the geometric factor does not allow us to determine such an important parameter as the angle of arrival of sea waves. Placing a signal recording device (omnidirectional hydrophone) at a depth of 100 m for shallow sea conditions, for ordinary conditions of an acoustic wave, due to the influence of bottom currents, can propagate at any slip angles, and their direct "capture" is unlikely.

Кроме того, при использовании в алгоритмах обработки энергетического шума моря дискретного преобразования Фурье, исследуемые процессы представляют собой суперпозицию гармонических колебаний в виде ряда или интервала Фурье, что, например, для анализа в гидрометеорологических исследованиях может вносить дополнительные погрешности, так как сумма двух периодических колебаний может быть непериодической функцией, например, при сложении синусоидальных колебаний с несоизмеримыми частотами, когда сложение ω и 2ω дает сложное непериодическое колебание.In addition, when using the discrete Fourier transform in the sea energy noise processing algorithms, the processes under study are a superposition of harmonic oscillations in the form of a Fourier series or interval, which, for example, for analysis in hydrometeorological studies can introduce additional errors, since the sum of two periodic oscillations can be a non-periodic function, for example, when adding sinusoidal oscillations with incommensurable frequencies, when the addition of ω and 2ω gives a complex non-periodic e wobble.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей устройства с одновременным повышением достоверности при гидрометеорологических наблюдениях за акваторией морского полигона.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of the device while increasing reliability during hydrometeorological observations of the water area of the marine landfill.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство гидрометеорологических наблюдений за акваторией морского полигона, содержащее последовательно соединенные гидрофон, предварительный усилитель, линию связи, широкополосный усилитель, анализатор спектра, блок выделения участка спектра, блок классификации шума моря, блок определения скорости ветра и блок определения волнения моря, при этом вход блока выделения участка спектра соединен с выходом анализатора спектра, а выход - со входами блока классификации шума моря и блока определения скорости ветра, блок синхронизации и управления, управляемый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации шума моря, первый синхровыход соединен с синхровходами блока анализатора спектра и блока выделения участка спектра, а второй, третий и четвертый синхровыходы соединены с синхровходами блока классификации шума моря, блока определения скорости ветра и блока определения волнения соответственно, дополнительно введены еще четыре гидрофона, соединенные с предварительным усилителем, навигационно-измерительный модуль, соединенный своими входами с выходами блока определения волнения, блока синхронизации и управления, блока определения скорости ветра, блока определения волнения моря, анализатором спектра, а устройство выполнено в виде единой монолитной конструкции, в которой размещены измерительные блоки, при этом заглубленная часть корпуса устройства снабжена полиуретановым ступенчатым каркасом, выполненным в форме усеченной пирамиды, в нижней части которой размещены гидрофоны, четыре из которых ориентированы по частям света, соответственно, и один гидрофон ориентирован по вертикали в сторону дна.The problem is solved due to the fact that the device for hydrometeorological observations of the water area of the marine landfill, containing a series-connected hydrophone, a pre-amplifier, a communication line, a broadband amplifier, a spectrum analyzer, a unit for selecting a portion of the spectrum, a unit for classifying sea noise, a unit for determining wind speed and a unit determination of sea waves, while the input of the spectrum allocation block is connected to the output of the spectrum analyzer, and the output is connected to the inputs of the sea noise classification block and the determination block wind speed, the synchronization and control unit, the controlled input of which is connected to the second output of the sea noise classification block, the first sync output is connected to the sync inputs of the spectrum analyzer block and the spectrum section block, and the second, third and fourth clock outputs are connected to the sync inputs of the sea noise classification block, a unit for determining wind speed and a unit for detecting waves, respectively, four more hydrophones connected to a preliminary amplifier, navigation and measuring m, were additionally introduced a module connected by its inputs to the outputs of the wave detection unit, the synchronization and control unit, the wind speed determination unit, the sea wave determination unit, a spectrum analyzer, and the device is made in the form of a single monolithic structure in which the measuring units are placed, while the recessed part of the device case equipped with a polyurethane stepped frame made in the form of a truncated pyramid, in the lower part of which hydrophones are placed, four of which are oriented in parts of the world, respectively , and one hydrophone is oriented vertically towards the bottom.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1, 2). Фиг.1. Блок-схема устройства включает гидрофоны 1, 2, 3, 4, 5, предварительный усилитель 6, линию связи 7, широкополосный усилитель 8, анализатор спектра 9, блок выделения участка спектра 10, блок классификации шума моря 11, блок определения скорости ветра 12, блок определения волнения моря 13, блок синхронизации и управления 14, спутниковый навигационно-измерительный модуль 15.The invention is illustrated by drawings (figure 1, 2). Figure 1. The block diagram of the device includes hydrophones 1, 2, 3, 4, 5, a pre-amplifier 6, a communication line 7, a broadband amplifier 8, a spectrum analyzer 9, a block for selecting a portion of the spectrum 10, a block for classifying sea noise 11, a unit for determining wind speed 12, the unit for determining the sea waves 13, the synchronization and control unit 14, satellite navigation and measuring module 15.

Фиг.2. Гидрофон, который включает формирователь сигналов 16, многоканальный усилитель мощности 17, преобразователь накачки 18, схему управления формирователем 19, приемную антенну 20, фильтр низких частот 21, предварительный усилитель 22, согласующее устройство 23, устройство управления приемной частью 24, комплект датчиков 25 с преобразователем 29 сигналов с датчиков в электрические сигналы и согласующим устройством 30, вычислитель, состоящий из ЭВМ 26 и двух аналого-цифровых преобразователей 27 и 28.Figure 2. The hydrophone, which includes a signal conditioner 16, a multi-channel power amplifier 17, a pump converter 18, a driver control circuit 19, a receiving antenna 20, a low-pass filter 21, a preliminary amplifier 22, a matching device 23, a receiver control unit 24, a set of sensors 25 with a converter 29 signals from the sensors to electrical signals and a matching device 30, a computer, consisting of a computer 26 and two analog-to-digital converters 27 and 28.

Устройство работает следующим образом. Электрические сигналы накачки с частотами накачки и заданным видом модуляции генерируются в формирователе сигналов 16 и через усилители мощности 17 подаются на преобразователь накачки 18, который излучает акустические колебания с частотами накачки. При распространении волн накачки в водной среде образуется параметрическая антенна волн разностной частоты с необходимыми характеристиками. Режимами работы формирователя (изменение длительности зондирующего импульса, изменение частоты посылки, изменение разностной частоты и закона ее модуляции) управляет схема управления формирователем 19. Рассеянные сигналы в результате взаимодействия волн разностной частоты и гидрофизических слоев принимаются приемной антенной 20, которая необходима, так как излучающая параметрическая антенна необратима, а преобразователь накачки на частоте разностной волны имеет низкую чувствительность из-за работы вдалеке от резонанса. Электрические сигналы через фильтр низких частот 21, в котором подавляются волны накачки, поступают на предварительный усилитель 22 и затем на согласующее устройство 23, которое предназначено для согласования входных и выходных импедансов усилителя и аналого-цифрового преобразователя спутникового измерительного модуля 15. Коэффициентами усиления приемной части, полосой пропускания в зависимости от типа сигнала и длительности импульса управляет устройство управления приемной частью 24. Комплект датчиков 25 содержит датчики солености, температуры и давления, расположенных у преобразователя накачки и предназначенных для измерения параметров водной среды в зоне взаимодействия волн накачки, которые необходимы в дальнейшем для вычисления изменения сигнала волны разностной частоты вдоль трассы их распространения. Вычисления производятся по причинам, заключающимся в том, что генерация сигналов волн разностной частоты происходит в пространстве и их уровни не могут быть получены путем приведения к нормируемому уровню на определенном расстоянии, как это делается в традиционных излучающих антеннах, а также потому, что уровни зависят от значений параметров среды в зоне взаимодействия волн накачки. Сигналы с датчиков преобразуются в электрические сигналы в преобразователе сигналов с датчиков в электрические сигналы и через согласующее устройство поступают на аналого-цифровой преобразователь 27 вычислителя. ЭВМ 26 управляет аналого-цифровыми преобразователями 27, 28 и производит все вычисления для определения профилей температуры, солености, акустического сопротивления, скорости звука и плотности среды с неоднородностями.The device operates as follows. Electric pump signals with pump frequencies and a given type of modulation are generated in the signal driver 16 and, through power amplifiers 17, are supplied to the pump converter 18, which emits acoustic oscillations with pump frequencies. When pump waves propagate in an aqueous medium, a parametric antenna of difference frequency waves with the necessary characteristics is formed. The operating modes of the shaper (changing the duration of the probe pulse, changing the frequency of the transmission, changing the difference frequency and the law of its modulation) are controlled by the control circuit of the shaper 19. The scattered signals as a result of the interaction of the waves of the difference frequency and hydrophysical layers are received by the receiving antenna 20, which is necessary because the emitting parametric the antenna is irreversible, and the pump at the differential wave frequency has a low sensitivity due to operation away from resonance. Electrical signals through a low-pass filter 21, in which pump waves are suppressed, are fed to a pre-amplifier 22 and then to a matching device 23, which is designed to match the input and output impedances of the amplifier and the analog-to-digital converter of the satellite measuring module 15. The gain of the receiving part, the passband depending on the type of signal and the duration of the pulse is controlled by the control device of the receiving part 24. The set of sensors 25 contains salinity sensors, eratury and pressure transducer located at the pump and designed to measure the parameters of the aqueous medium in the zone of interaction of the pump waves that are needed in the future for the calculation of the difference frequency changes of the signal wave along the path of propagation. The calculations are made for the reasons that the generation of signals of difference frequency waves occurs in space and their levels cannot be obtained by bringing to a normalized level at a certain distance, as is done in traditional emitting antennas, and also because the levels depend on values of medium parameters in the zone of interaction of pump waves. The signals from the sensors are converted into electrical signals in the signal converter from the sensors into electrical signals and through the matching device are fed to an analog-to-digital converter 27 of the calculator. The computer 26 controls the analog-to-digital converters 27, 28 and performs all the calculations to determine the profiles of temperature, salinity, acoustic resistance, sound velocity and density of the medium with inhomogeneities.

Определение параметров слоев гидрофизических неоднородностей производится в комплексе путем их вычислений в следующей последовательности.The determination of the parameters of the layers of hydrophysical inhomogeneities is carried out in a complex by computing them in the following sequence.

Сигналы с приемной антенны и комплекта датчиков через соответствующие аналого-цифровые преобразователи поступают в ЭВМ, где они подвергаются обработке в части предварительной обработки, при которой вычисляются амплитуды отраженного сигнала и зондирующего сигнала в месте установки приемной антенны, согласованной обработки принятых сигналов, для точного определения положения рассеянных сигналов и определения различных моментов сигналов, анализа взаимокорреляционных связей сигналов, расчета коэффициентов отражений слоев, формирования исходных данных гидрофизических характеристик в месте установки преобразователя накачки, расчета характеристик зондирующего сигнала по трассе его распространения, что необходимо для вычисления истинного значения амплитуды и фазы волны разностной частоты, падающей на рассеватель, калибровки зондирующего сигнала, измеренного в месте установки преобразователя накачки, расчета акустического импеданса слоев, расчета глубины расположения слоя, толщины слоя и скорости звука в нем, расчета плотности слоев, формирования профилей температуры, солености, акустического сопротивления, плотности и скорости звука, расчета температуры и солености слоев.The signals from the receiving antenna and the set of sensors through the corresponding analog-to-digital converters are sent to the computer, where they are processed in the part of preliminary processing, in which the amplitudes of the reflected signal and the probing signal are calculated at the installation site of the receiving antenna, the coordinated processing of the received signals to accurately determine the position scattered signals and determining various moments of the signals, analyzing the correlation of signals, calculating the reflection coefficients of the layers, forming the initial data of hydrophysical characteristics at the place of installation of the pump transducer, calculation of the characteristics of the probe signal along its propagation path, which is necessary to calculate the true value of the amplitude and phase of the differential frequency wave incident on the scatterer, calibrate the probe signal measured at the place of installation of the pump transducer, and calculate the acoustic impedance of layers, calculation of layer depth, layer thickness and speed of sound in it, calculation of layer density, formation of temperature profiles tours, salinity, acoustic impedance, density and sound velocity, calculating the temperature and salinity layers.

Использование такой обработки позволяет, зная гидрофизические параметры слоя, расположенного у преобразователя накачки, рассчитывать последовательно слой за слоем параметры остальных слоев.The use of such processing allows, knowing the hydrophysical parameters of the layer located at the pump transducer, to calculate successively layer by layer the parameters of the remaining layers.

Гидрофоны 1, 2, 3, 4, 5 имеют следующие характеристики: диапазон рабочих частот 15-50 кГц, частота волн накачки 125,5-148 кГц и 153-175,5 кГц. Тип излучаемого сигнала - прямоугольный радиоимпульс, линейно-частотно-модулированный импульсный сигнал, сигнал с перестраиваемой частотой от импульса к импульсу, длительность зондирующего импульса 1, 2, 4, 8, 16 и 32 мс, частота следования импульсов не более 2 Гц.Hydrophones 1, 2, 3, 4, 5 have the following characteristics: operating frequency range 15-50 kHz, pump wave frequency 125.5-148 kHz and 153-175.5 kHz. The type of emitted signal is a rectangular radio pulse, a linearly frequency-modulated pulse signal, a signal with a tunable frequency from pulse to pulse, the duration of the probe pulse is 1, 2, 4, 8, 16, and 32 ms, the pulse repetition rate is not more than 2 Hz.

Блок определения волнения моря 13 представляет собой микропроцессорное устройство, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, контроллера, оперативно запоминающего устройства, программируемого запоминающего устройства, субоптимального фильтра.The unit for determining the sea waves 13 is a microprocessor device consisting of an analog-to-digital converter, controller, random-access memory, programmable memory, suboptimal filter.

В основу измерения профиля волнения положен интегральный метод, основанный на косвенном определении профиля волнения исходя лишь из данных о вертикальной скорости перемещения устройства на водной поверхности в соответствии с зависимостьюThe measurement of the wave profile is based on the integral method based on the indirect determination of the wave profile based only on the data on the vertical velocity of the device on the water surface in accordance with the dependence

Figure 00000001
, где
Figure 00000001
where

S - перемещение устройства за время Т;S is the movement of the device during time T;

V(t) - скорость перемещения устройства.V (t) is the speed of movement of the device.

Перемещение устройства в конкретный момент определяют по формулеThe movement of the device at a particular moment is determined by the formula

Figure 00000002
где
Figure 00000002
Where

S(t) - положение устройства в текущий момент;S (t) - the current position of the device;

S0 - положение устройства в предыдущий момент;S 0 - the position of the device at the previous moment;

а - ускорение.and - acceleration.

Данный метод позволяет полностью исключить из обработки грубые измерения высоты и получить информацию о движении дрифтера лишь по высокоточным данным о скорости.This method allows you to completely exclude rough height measurements from processing and get information about drifter movement only from high-precision speed data.

Для исключения сильно зашумленных кодовых измерений высоты фазовыми скоростями перемещений дрифтера применен субоптимальный фильтр. Текущая оценка Zi с помощью любого линейного фильтра в виде суммы прогноза Zi и фильтрованной оценки текущего измерения:To exclude highly noisy code measurements of height by phase velocities of drifter movements, a suboptimal filter is used. The current estimate of Z i using any linear filter as the sum of the forecast Z i and the filtered estimate of the current measurement:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где

Figure 00000004
- текущее значение измерения;Where
Figure 00000004
- current measurement value;

α - коэффициент передачи, определяет постоянную времени фильтра α=1τс;α - transmission coefficient, determines the filter time constant α = 1τ s ;

Figure 00000005
Figure 00000005

Поскольку оценка Z формируется в спутниковых приемниках из высокоточных фазовых измерений, воспроизводящих динамику дрифтера с миллиметровой (субмиллиметровой) точностью, формула (2) определяет самый высокоточный прогноз для любого линейного фильтра спутниковых измерений. Подставляя (2) в (1), получим α - БИХ фильтр, оптимальным образом сглаживающий кодовые измерения фазовыми:Since the Z estimate is formed in satellite receivers from high-precision phase measurements that reproduce drifter dynamics with millimeter (submillimeter) accuracy, formula (2) determines the most accurate forecast for any linear satellite measurements filter. Substituting (2) in (1), we obtain an α - IIR filter, which optimally smooths phase measurements of code measurements:

Figure 00000006
.
Figure 00000006
.

Результатом обработки являются оптимальным образом сглаженные кодовые измерения, однако, данный фильтр не может убрать постоянный низкочастотный тренд ошибок высотных измерений, в силу достаточно большой величины α. Для исключения этого тренда достаточно применить к уже сглаженной оценке этот же самый фильтр повторно, но с большим коэффициентом α (глубокое сглаживание). Анализ низкочастотного шума позволяет сделать вывод, что компромиссным вариантом будет выбор α=0,15 1/с. Далее выполняется центрирование (вычитание из оценки тренда). После исключения тренда производится вычисление дисперсии полученной центрированной оценки:The result of processing are optimally smoothed code measurements, however, this filter cannot remove the constant low-frequency trend of errors in high-altitude measurements, due to a sufficiently large value of α. To eliminate this trend, it is sufficient to apply the same filter repeatedly to an already smoothed estimate, but with a large coefficient α (deep smoothing). Analysis of low-frequency noise allows us to conclude that the choice of α = 0.15 1 / s will be a compromise. Next, centering is performed (subtracting from the trend estimate). After trend exclusion, the variance of the obtained centered estimate is calculated:

Figure 00000007
Figure 00000007

где Hi - значения центрированного тренда,where H i are the values of the centered trend,

N - количество значений в выборке.N is the number of values in the sample.

Амплитуда колебаний выводится через дисперсию

Figure 00000008
, где А - искомая амплитуда, σ - средняя квадратическая ошибка.The amplitude of the oscillations is derived through the dispersion
Figure 00000008
where A is the desired amplitude, σ is the mean square error.

Далее производится вычисление периода волн, методом подсчета числа пересечений волновым профилем нулевой линии.Next, the period of the waves is calculated by counting the number of intersections by the zero line wave profile.

При этом посредством спутниковой навигационной системы типа СН-3800 определяется вектор скорости течения водной поверхности по изменению горизонтального перемещения дрифтера.Moreover, by means of a satellite navigation system of the type SN-3800, the velocity vector of the flow of the water surface is determined by the change in the horizontal movement of the drifter.

Высота волны hi определяется как hi=r1+r2, где r1 - высота предыдущего полупериода, r2 - высота последующего полупериода. При наличии нескольких одинаковых максимальных амплитуд за полупериод для расчета высоты волны используется любая из них. После определения значений высот волн и их количества в реализации рассчитывается среднее значение высоты волныThe wave height h i is defined as h i = r 1 + r 2 , where r 1 is the height of the previous half-period, r 2 is the height of the subsequent half-period. If there are several identical maximum amplitudes for a half-period, any of them is used to calculate the wave height. After determining the values of the wave heights and their number in the implementation, the average value of the wave height is calculated

Figure 00000009
, где m - число волн за время измерения 20 минут.
Figure 00000009
where m is the number of waves during the measurement time of 20 minutes.

Для определения высоты волны 3% обеспеченности из массива высот волн отбирается 20 максимальных волн, которые располагаются по мере убывания с присвоением порядкового индекса от 1 до 20, начиная с максимальной амплитуды. Затем вычисляется индекс 3% обеспеченности К3%=3m/100. Высота волны, соответствующая этому индексу, будет трехпроцентной. Сбор и обработка измеренной информации осуществляются в спутниковом измерительном модуле 15, состоящем из контроллера, включающим интерфейсы RS232 - до 8 каналов, ЕРР/ЕСР 1 канал, параллельную 8-ми разрядную шину 12 каналов, линию управления питанием внешних устройств 5/12 В, до 0,5 А - до 8 линий, SPI до 3 каналов, 12S - до 2 каналов, CAN-канал, USB-1 канал, ультразвуковой канал 1, оптоволоконный модем 1, радиомодем 1, FLASH-память до 4 Гбайт, часы реального времени, входные фильтры аналоговых каналов.To determine the wave height of 3% of coverage, 20 maximum waves are selected from the array of wave heights, which are arranged in decreasing order of 1 to 20, starting with the maximum amplitude. Then the index of 3% security K 3% = 3m / 100 is calculated. The wave height corresponding to this index will be three percent. The collection and processing of measured information is carried out in a satellite measuring module 15, consisting of a controller, including RS232 interfaces - up to 8 channels, EPP / ECP 1 channel, parallel to the 8-bit bus 12 channels, power control line of external devices 5/12 V, up to 0.5 A - up to 8 lines, SPI up to 3 channels, 12S - up to 2 channels, CAN channel, USB-1 channel, ultrasonic channel 1, fiber optic modem 1, radio modem 1, FLASH memory up to 4 GB, real time clock , analog channel input filters.

Скорость перемещения дрифтера V(t), определяемая посредством спутниковой навигационной системы, есть ничто иное, как скорость дрейфового течения Vд перемещения дрифтера, которое определяется как Vд=(0,0127/√sinφ)W, где φ - широта места, W - скорость ветра (см. Шулейкин В.В. Краткий курс физики моря. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1959, с.40). Откуда скорость ветра может быть определена как W=Vд/0,0127√sinφ, что осуществляется посредством блока определения скорости ветра 12.The drift drift velocity V (t), determined by the satellite navigation system, is nothing more than the drift drift velocity Vd of drifter movement, which is defined as Vd = (0,0127 / √ sinφ) W, where φ is the latitude of the place, W is the speed wind (see Shuleykin VV Short course of sea physics. L .: Hydrometeorological publishing house, 1959, p.40). From where the wind speed can be defined as W = Vd / 0,0127√sinφ, which is carried out by means of the unit for determining the wind speed 12.

Аналогами блоков 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 14 являются аналогичные блоки прототипа. Устройство в целом выполнено в виде единой монолитной конструкции, в которой размещены измерительные блоки. В верхней части имеется крышка, служащая для установки измерительных блоков. На крышке установлена антенна спутниковой навигационной антенны. Заглубленная часть корпуса снабжена полиуретановым ступенчатым каркасом, выполненным в виде усеченной пирамиды, в нижней части которой размещены гидрофоны, четыре из которых ориентированы по частям света, соответственно, и еще один гидрофон ориентирован по вертикали в сторону дна. Ступенчатый каркас, расширяющийся книзу с установленными на нем гидрофонами, выполняет функцию стабилизирующего устройства и служит для гашения колебаний устройства в целом.Analogues of blocks 6, 7, 8, 9, 10, 11 and 14 are similar blocks of the prototype. The device as a whole is made in the form of a single monolithic structure in which the measuring units are located. In the upper part there is a cover used to install measuring units. A satellite navigation antenna is mounted on the lid. The recessed part of the body is equipped with a polyurethane stepped frame made in the form of a truncated pyramid, in the lower part of which there are hydrophones, four of which are oriented in parts of the world, respectively, and another hydrophone is oriented vertically towards the bottom. The stepped frame, expanding downward with hydrophones installed on it, serves as a stabilizing device and serves to dampen vibrations of the device as a whole.

Технический результат, заключающийся в повышении достоверности при гидрометеорологических наблюдениях за акваторией морского полигона и в расширении функциональных возможностей аналогичных устройств, достигается за счет того, что дополнительно введены еще четыре гидрофона, соединенные с предварительным усилителем, навигационно-измерительный модуль, соединенный своими входами с выходами блока определения волнения, блока синхронизации и управления, блока определения скорости ветра, блока определения волнения моря, анализатором спектра, а устройство выполнено в виде единой монолитной конструкции, в которой размещены измерительные блоки, при этом заглубленная часть корпуса устройства снабжена полиуретановым ступенчатым каркасом, выполненным в форме усеченной пирамиды, в нижней части которой размещены гидрофоны, четыре из которых ориентированы по частям света, соответственно, и один гидрофон ориентирован по вертикали в сторону дна.The technical result, which consists in increasing the reliability during hydrometeorological observations of the water area of the marine landfill and in expanding the functionality of similar devices, is achieved due to the fact that four more hydrophones connected to the preliminary amplifier are additionally introduced, a navigation and measuring module connected to its inputs and outputs of the unit determination of waves, synchronization and control unit, unit for determining wind speed, unit for determining sea waves, analyzer krat, and the device is made in the form of a single monolithic structure in which the measuring units are placed, while the recessed part of the device case is equipped with a polyurethane stepped frame made in the form of a truncated pyramid, in the lower part of which hydrophones are placed, four of which are oriented in parts of the world, respectively , and one hydrophone is oriented vertically towards the bottom.

Промышленная реализация предлагаемого технического решения технической сложности не представляет, так как используются серийно освоенные изделия и апробированные аппаратные средства.The industrial implementation of the proposed technical solution does not present technical complexity, as it uses commercially mastered products and proven hardware.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2066466.1. RF patent No. 2066466.

2. Патент РФ №1240169.2. RF patent No. 1240169.

3. Современные донные станции для сейсморазведки и сейсмологического мониторинга. / Зубко Ю.Н., Левченко Д.Г. Леденев В.В., Парамонов А.А. // Научное приборостроение, 2003, том 13, №4, с.70-82.3. Modern bottom stations for seismic exploration and seismological monitoring. / Zubko Yu.N., Levchenko D.G. Ledenev V.V., Paramonov A.A. // Scientific Instrumentation, 2003, volume 13, No. 4, p. 70-82.

4. High-precision water-level monitoring / Massatoshi Harigae, Isao Yamaguchi, Tokio Kasai, Hirotaka Igava, Hiroto Nakanishi, Takahiro Murayama, Yasunori Iwanaka, Hirotaka Suko // GPS World, April 2005.4. High-precision water-level monitoring / Massatoshi Harigae, Isao Yamaguchi, Tokio Kasai, Hirotaka Igava, Hiroto Nakanishi, Takahiro Murayama, Yasunori Iwanaka, Hirotaka Suko // GPS World, April 2005.

5. Patent US №6847362 B2, 25 января 2005.5. Patent US No. 6847362 B2, January 25, 2005.

6. Загородников А.А. Радиолокационная съемка морской поверхности с летательных аппаратов. Л., Судостроение, 1978, 376 с.6. Zagorodnikov A.A. Radar survey of the sea surface from aircraft. L., Shipbuilding, 1978, 376 p.

7. Патент РФ №2079168 С1.7. RF patent No. 2079168 C1.

Claims (1)

Устройство гидрометеорологических наблюдений за акваторией морского полигона, содержащее последовательно соединенные гидрофон, предварительный усилитель, линию связи, широкополосный усилитель, анализатор спектра, блок выделения участка спектра, блок классификации шума моря, а также содержащее блок определения скорости ветра и блок определения волнения моря, блок синхронизации и управления, управляемый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации шума моря, первый синхровыход соединен с синхровходами блока анализатора спектра и блока выделения участка спектра, а второй, третий и четвертый синхровыходы соединены с синхровходами блока классификации шума моря, блока определения скорости ветра и блока определения волнения моря соответственно, отличающееся тем, что дополнительно введены еще четыре гидрофона, соединенные с предварительным усилителем, навигационно-измерительный модуль, соединенный своими входами с выходами блока синхронизации и управления, блока определения скорости ветра, блока определения волнения моря, анализатором спектра. A device for hydrometeorological observations of the water area of a marine landfill, containing a serially connected hydrophone, a pre-amplifier, a communication line, a broadband amplifier, a spectrum analyzer, a unit for selecting a portion of the spectrum, a unit for classifying sea noise, and also containing a unit for determining wind speed and a unit for determining sea waves, a synchronization unit and control, the controlled input of which is connected to the second output of the sea noise classification unit, the first sync output is connected to the sync inputs of the analyzer unit spectrum and block selection of a portion of the spectrum, and the second, third and fourth clock outputs are connected to the synchro inputs of the block for classifying the noise of the sea, the unit for determining the wind speed and the unit for determining the sea waves, respectively, characterized in that four additional hydrophones connected to the preamplifier are introduced, navigation -measurement module connected by its inputs to the outputs of the synchronization and control unit, the unit for determining the wind speed, the unit for determining sea waves, the spectrum analyzer.
RU2008120066/28A 2008-05-20 2008-05-20 Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon RU2376653C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120066/28A RU2376653C1 (en) 2008-05-20 2008-05-20 Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120066/28A RU2376653C1 (en) 2008-05-20 2008-05-20 Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2376653C1 true RU2376653C1 (en) 2009-12-20

Family

ID=41625794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008120066/28A RU2376653C1 (en) 2008-05-20 2008-05-20 Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2376653C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115453458A (en) * 2022-08-09 2022-12-09 西北工业大学 High-precision sound source positioning method based on shallow sea sound field characteristics and Kalman filtering
RU222343U1 (en) * 2023-10-31 2023-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА им. А.М. Обухова РАН) Device for processing and analyzing large amounts of hydrometeorological data
CN117825745A (en) * 2024-02-04 2024-04-05 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) Typhoon wind speed real-time observation method and equipment based on single vector hydrophone

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115453458A (en) * 2022-08-09 2022-12-09 西北工业大学 High-precision sound source positioning method based on shallow sea sound field characteristics and Kalman filtering
CN115453458B (en) * 2022-08-09 2024-10-11 西北工业大学 High-precision sound source positioning method based on shallow sea sound field characteristics and Kalman filtering
RU222343U1 (en) * 2023-10-31 2023-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук (ИФА им. А.М. Обухова РАН) Device for processing and analyzing large amounts of hydrometeorological data
CN117825745A (en) * 2024-02-04 2024-04-05 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) Typhoon wind speed real-time observation method and equipment based on single vector hydrophone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2474793C1 (en) Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment
Teague et al. A comparison of multifrequency HF radar and ADCP measurements of near-surface currents during COPE-3
CN106154276B (en) Deep seafloor parameter inversion method based on bottom reverberation and propagation loss
CN109239712B (en) Noise detection method based on underwater sound field and sound energy flow
RU2326408C1 (en) Method of reconstruction of sea ground terrain at discrete depth measurements by means of hydroacoustics and device for its implementation
RU2550588C1 (en) Method of formation of parametric antenna in marine conditions
RU2602763C2 (en) Method for parametric reception of waves of different physical nature of sources, processes and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment
RU115929U1 (en) HYDROACOUSTIC COMPLEX FOR REMOTE MONITORING OF HYDROPHYSICAL PARAMETERS IN SHALLOW WATER AQUATORIES
Spindel et al. A high-resolution pulse-Doppler underwater acoustic navigation system
Morgunov et al. Studies of spatiotemporal structure of the acoustic field formed in deep water by a broadband pulsed signal source on the shelf of the Sea of Japan
US10429538B1 (en) Underwater electromagnetic field measurement that factors in ocean dynamics
RU2451300C1 (en) Hydroacoustic navigation system
CN110081964A (en) Underwater sound source position and power spectrum combined estimation method based on sparse spectrum fitting
RU2225991C2 (en) Navigation sonar to illuminate near situation
Frisk et al. Modal mapping experiment and geoacoustic inversion using sonobuoys
Huang et al. Matched-field geoacoustic inversion of low-frequency source tow data from the ASIAEX East China Sea experiment
RU2559159C1 (en) Ice thickness measuring method
Muyakshin et al. The hydroacoustic method for the quantification of the gas flux from a submersed bubble plume
RU2376653C1 (en) Device of hydrometeorological surveys of water area of sea polygon
RU2624607C1 (en) Method of acoustic tomography system fields in the atmosphere, the oceans and crust of different physical nature in the marine environment
CN117930206A (en) Submarine topography measurement system for unmanned surface vehicle and measurement data correction method
Kozaczka et al. Processing data on sea bottom structure obtained by means of the parametric sounding
RU2510608C1 (en) Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
RU2304794C2 (en) Mode of hydrometeorologoacouctic observation over an area of water
RU2463624C1 (en) Hydroacoustic navigation system