Формирование акустических теней

Так как наличие и расположение гидроакустических теней на сонограммах ГБО является важным классификационным признаком, следует уделить особенное внимание вопросу моделирования эффекта экранирования. Эффект экранирования проявляется в следующих явлениях:

а) наличии гидроакустических теней, связанных с неровностью дна. Этот эффект учитывается автоматически алгоритмом формирования парциальных лучей, описанным в пункте 6.

б) наличии гидроакустических теней от объектов расположенных на дне (камней и трубопроводов).

в) наличии гидроакустических теней от объектов, расположенных над донной поверхностью (рыб).

г) полном или частичном экранировании одного объекта другим (экранирование рыбой рыбы, рыбой камня, рыбой трубопровода).

 

Для каждого из этих случаев, задача моделирования сводится к отысканию коэффициента (см. 2). Ширина ХН в горизонтальной плоскости составляет 1,5⁰ или 3⁰. Поэтому считать облучаемые объекты однородными вдоль горизонтальной плоскости в пределах ширины ХН нельзя. Нахождение требуемого коэффициента в этом случае является сложной и ресурсоемкой задачей. Поэтому более применимым является другой подход: каждый парциальный луч разбивается на подлучей в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы можно было считать все объекты однородными вдоль продольной оси в пределах каждого подлуча. Представим в следующем виде:

, (55)

где - коэффициент найденный для каждого подлуча.

Учитывая однородность объектов в продольном направлении, выражение для будет иметь вид:

, (56)

где - угловой размер подлуча в вертикальной плоскости, - угловой размер в сечения экранирующего объекта в вертикальной плоскости. В случае, когда происходит экранирование несколькими объектами, в качестве надо брать объединение угловых размеров всех экранирующих объектов.

 

13.1 Акустические тени от камней

 

Для моделирования этого явления необходимо:

- сформировать парциальные лучи для донной поверхности в соответствии с п.6.;

- определить угол на основание камня и угол на последнюю видимую точку камня ;

- определить индекс первого порционного луча , который заканчивается дальше (по углу) чем ;

- определить индекс порционного луча , в который попадает угол . Для него

,

где - конечный угол парциального луча;

- если > , то для всех порционных лучей с индексами [ , ) положить .

 

13.2 Акустические тени от трубопроводов

 

Моделирование данного явления осуществляется аналогично п.13.1.

 

13.3 Акустические тени от рыб

Моделирование данного эффекта должно производиться после моделирования эффектов 13.1 и 13.2. Нахождение для каждого подлуча выполняется следующим образом:

- определяются все рыбы, пересекаемые подлучом;

- для каждой рыбы вычисляется угол на ее нижнюю точку и угловой размер ;

- находится параметр как пересечение угловых секторов, найденных на предыдущем шаге;

- вычисляется по формуле 56.

 

13.4 Экранирование объектов

 

Моделирования эффекта экранирования также сводится к расчету коэффициента .Для этого:

- находятся объекты попадающий в парциальный сектор;

- найденные объекты сортируются в порядке возрастания дальности до антенны;

- массив инициализируется единицами;

- последовательно перебираются все объекты, для каждого из которых выполняются следующие операции:

а) определяется подмножество подлучей, в которые попадает объект;

б) Вычисляется как сумма соответствующих деленная на количество подлучей;

в) перевычисляется массив в соответствии с пунктом 13.3 для всех предыдущих и текущего объекта.

 

 

Литература

1. Кудрявцев Н.Н. Исследование и разработка моделей акустических сигналов и помех для создания имитаторов гидроакустических рыбопоисковых приборов. Диссертация на соискание уч. степени к.т.н. – Таганрог: ТРТУ, 2001.

2. Справочник по гидроакустике/А.П. Евтютов, А.Е. Колесников, Е.А. Корепин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1988. – 552 с.

3. Francois R.E., Garrison G.R. Sound absorption based on ocean measurements. Part II: Boric acid contribution and equation for total absorption // J. Acoust. Soc. Amer., vol. 72, no. 6, 1982, pp. 1879-1890.

4. Урик Роберт Дж. Основы гидроакустики / Пер. с англ. – Л.: Судостроение, 1978. – 448 с.

5. Андреева И.Б. Физические основы распространения звука в океане. – Л.: Гидрометеоиздат, 1975. – 190 с.

6. Долгов А.Н., Ходотов А.В. Результаты испытаний панорамного эхолота-видеоплоттера в Таганрогском подходном канале по рыбным объектам и искусственным целям на мелководье. – Известия ТРТУ. Тематический выпуск “Экология 2004 – море и человек”. Материалы Третьей Всероссийской конференции с международным участием. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004, №5(40), с. 101-104.

7. Лысанов Ю.П. Рассеяние звука неровными поверхностями / В кн.: Акустика океана / Под ред. Л.М. Бреховских. – М.: Наука, 1974. – 694 с.

8. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 264 с.

9. Орлов Л.В., Шабров А.А. Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота. – Л.: Судостроение, 1987. – 222 с.

10. Юданов К.И. Гидроакустическая разведка рыбы. – СПб.: Судостроение, 1992. – 192 с.

11. Кудрявцев В.И. Промысловая гидроакустика и рыболокация. – М.: Пищевая промышленность, 1978. – 312 с.

12. Методическое пособие по использованию научного эхолота ЕК500/Сост. Гаврилов Е.Н., Игнашкин В.А., Ратушный С.В. – Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. – 134 с.

13. Love R.H. Target strength of an individual fish at any aspect // J. Acoust. Soc. Amer., vol. 62, no. 6, 1977, pp. 1397-1403.

14. Тюлин В.Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. – М.: Наука, 1976. – 256 с.

15. Шендеров Е.Л. Волновые задачи гидроакустики. – Л.: Судостроение, 1972. – 352 с.

16. Шендеров Е.Л. Излучение и рассеяние звука. – Л.: Судостроение, 1989. – 304 с.

17. Кобяков Ю.С., Кудрявцев Н.Н., Тимошенко В.И. – Конструирование гидроакустической рыбопоисковой аппаратуры. – Л.: Судостроение, 1986. – 272 с.

18. Боббер Р. Гидроакустические измерения. – М.: Мир, 1974. – 362 с.

19. Лосев А.К. Линейные радиотехнические цепи: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1971. – 560 с.

20. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов по спец. «Радиотехника». – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988 – 448 с.

21. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1990. – 320 с.

22. Махонин Г.М., Черепанцев С.Ф., Черниховская Г.Л., Ершова О.В. Особенности диаграмм направленности антенн в зоне Френеля и их влияние на главные параметры гидролокационных средств. – Известия ТРТУ. Тематический выпуск “Экология 2004 – море и человек”. Материалы Третьей Всероссийской конференции с международным участием. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2004, №5(40), с. 57-64.

 

Вопросы по дисциплине