CC BY
34
S(jrn, r) = SU3JI (jo) ■ Kc (jrn, r) • Knp (ja>),
где Sm„(jco) - спектр излучаемого (зондирующего) сигнала, Knp(jco) - передаточная характеристика приёмного тракта.
, , можно реализовать согласованный адаптивный фильтр, параметры которого перестраиваются в соответствии с изменением параметров эхосигнала при его распространении в среде.
, , распространения сигнала в среде.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вор онин В А., Долгов AM., Кудрявцев НМ., Тарасов СМ. Применение п анорамного эхолота - видеоплоттера ПЭВ-К для экологического мониторинга и оценки рыбных скоплений на мелководье // Известия ТРТУ. - 2002. - № 6 (29). - С. 49-53.
2. Григорьев ЛМ. Цифровое формирование диаграммы направленности в фазированных антенных решетках. - М.: Радиотехника, 2010.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. В.А. Воронин.
Мосолов Сергей Сергеевич
Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова E-mail: [email protected].
140180, г. Жуковский, Московская обл., ул. Гагарина, 3 Тел.: 84955569968.
.
Скнаря Анатолий Васильевич
К.т.н.; старший научный сотрудник; начальник отдела гидроакустических систем. Mosolov Sergey Sergeevich
JSC V.V. Tikhomirov Scientific Research Institute of Instrument Design E-mail: [email protected].
3, Gagarin Street, Zhukovsky, Moscow region, 140180, Russia.
Phone: + 74955569968.
Chief of Sector.
Sknarya Anatoly
Cand. of Eng. Sc.; Senior Scientist; Chief of Department of Hydroacoustic Systems.
УДК 534.222
АХ. Пашня
ОЦЕНКА АНИЗОТРОПНЫХ СВОЙСТВ ШУМОВ МОРЯ В РАЙОНЕ
ГЕЛЕНДЖИКА
Приведены результаты расчетов анизотропии поля поверхностных источников шума в одном из районов побережья Черного моря вблизи Геленджика. Для сравнения приведены результаты расчета анизотропии шумового поля для плоского волновода с параметрами расчетной модели в месте расположения точки приема. Получены оценки анизотропных свойств динамических шумов глубокого океана для летних и зимних условий. Алгоритм расчета включает в себя два этапа: расчет горизонтальных лучей и суммирование вкладов источников шума.
Топография дна; угол скольжения; азимутальный угол.
A.S. Pashnja
ANISOTROPIC CHARACTERISTICS OF WATER NOISE ESTIMATION IN GELENDZHIK REGION
Anisotropic field calculation data of surface noise sources at Black See seaboard near Ge-lendzhik to be performed. Also for comparison, the calculation data of anisotropic noise field of planar waveguide with characteristics of analytic model in allocation of receiver points to be performed .Estimation of anisotropic characteristics of dynamic noise for deep Ocean in summer and winter conditions to be obtained. The algorithm of calculation includes two stages: calculation of horizontal beams and summation of contributions of sources of noise.
Topography of a bottom; corner of sliding; azimuthal corner.
Рассмо рим результаты расчетов анизотропии по я поверхностны ис очников шума в одном из районов побережья Черного моря вблизи Геленджика при во нении моря в 3 ба а я асто ы 250 Гц. Топография дна, принятая в расчета , изображена на р с. 1. Расче ы прово ились для двух иповых профилей ско-,
(изображены на рис. 2). Знако * н р с. 1 казано местоположение приемной системы (Р). Точка приема распо ага ась на би Zp = 95 м р не ес а
Н = 97 м, т.е. практически на не. Расче ы прово с я дв вариантов дна: песчаного и илистого. Зависимости модуля коэффициента о ражения о га скольжения падающей волны для песка и ила приведены на рис. 3.
Рис. 1. Топография дна
Рис. 2. Профили скорости звука для зимнего (а) и летнего (б) сезонов
б
Рис. 3. Зависимость модуля коэффициента отражения от угла скольжения падающей волны: а - для песка; б - для ила
а
Рассчитывалась интенсивность 3(0Р, фр) шумов ого поля, приходящего в единичный телесный угол в точку приема Р с направления, задаваемого углами 0Р (угол скольжения) и фР (^имутальный угол, отсчитываемый против часовой стрелки от положительного направления оси х - от жирной вертикальной линии, рис. 1).
На рис. 4-7 изображены результаты расчета характеристики анизотропии шумового поля для летних и зимних условий. По вертикальной оси отложены значения шумового поля в дБ, по горизонтальным осям - значения азимутального
фР 0Р Р. -
жена у дна, представлены расчеты для отрицательных значений углов скольжения, соответствующих приему шума сверху. Уровень 0 дБ здесь соответствует , .
Для сравнения на этих же рисунках справа приведены результаты расчета анизотропии шумового поля для плоского волновода с параметрами расчетной ( , ) Р, . .
для волновода с постоянной глубиной Н = 97м при приеме вблизи дна.
Рис. 4. Анизотропия шумового поля в рассматриваемом районе побережья Черного моря (а); то же для плоского волновода с глубиной 97 м (б). Лето, песок
. 4, 4, , -
намических шумов моря при изменении рельефа дна. Если в волново е, г бина о оро о ни меняется, наблюдается ярко выраженный минимум шума (рефрак-
ционный мини ) в иапа о е алы г ов ско ьжения 0, независи о от значений ази а ьного угла (р с. 4,6), о в во ново е с профи ем на, пре с ав ен-ны на рис. 1, я аз а ьны направ ений, соотве с вующих ме ководной , ( . 4, ). ,
распространении шу ово о си а а вни по ск ону го ско ьжения его уменьшается при каждом отражении от на. То есть ч со ьши глом ско ьжения после прохож ения ск о а может перейти в ч с а ы о ско ьжения и появиться в иапазоне во ных че ПЗК [1]. За е ен, кро е о о, по е ровня
ш а при приеме со стороны глубокого моря.
На р с. 5 пре став ены результаты ана огичных расч ов я и с о о дна.
В я топографии на в ос чае значи е ьно ен е выражено. На рис. 6 и 7 представлены расче ы ля профиля скорости в ка, ара р о о я зимнего сезона, для песка и ила.
Рис. 5. Анизотропия шумового поля в рассматриваемом районе побережья Черного моря (а); то же для плоского волновода с глубиной 97 м (б). Лето, ил
а б
Рис. 6. Анизотропия шумового поля в рассматриваемом районе побережья Черного моря (а); то же для плоского волновода с глубиной 97 м (б). Зима, песок
Подъем уровня шума в зимних условиях связан с приходом лучей, выходящих к поверхности, но не касающихся дна [2]. Обращает на себя внимание значительно более высокий уровень шума при приеме со стороны глубокого моря по сравнению с уровнем шума, приходящего со стороны мелководья. Это является следствием двух обстоятельств: сравнительно большого наклона дна для глубин, превышающих 100м, и малого затухания на частоте 250 Гц.
а б
Рис. 7. Анизотропия шумового поля в рассматриваемом районе побережья Черного моря (а); то же для плоского волновода с глубиной 97 м (б). Зима, ил
Программа расчета анизотропии шумового поля позволяет проводить расчет для любого дна. Необходимо лишь наличие сведений об угловой зависимости коэффициента отражения дна. Результат может существенно зависеть от внутренней .
шумового поля для модели дна в виде песчаного слоя, лежащего на песчанике, причем ширина песчаного слоя не постоянна, а равна 0,1 от глубины моря. Такая модель дна встречается в прибережной зоне. Расчет проведен для летнего профиля. Такая модель дна встречается в прибрежной зоне. Расчет проведен для летнего профиля скорости звука для частот 250 и 1000 Гц. На рис. 8,а и рис. 8,6 представлена зависимость модуля коэффициента отражения от угла скольжения и толщины слоя песка Ь(км) для частоты 250Г ц и 1000 Г ц.
Рис. 8. Зависимость модуля коэффициента отражения от угла скольжения и толщины слоя песка к при 250 Гц (а); то же при 1000 Гц (б)
Н рис. 9 пре ставлены результаты расчета анизотропии ш мово о по я я этой слоистой модели дна в случае летнего профиля скорости звука и частоты 250 Гц. Этот р следует ср вни с анными рис. 4 (при п счано н ).
Рис. 9. Анизотропия шумового поля в рассматриваемом районе побережья Черного моря в случае слоистого дна (а); то же для плоского волновода с глубиной 97 м (б). Лето, 250 Гц
Из сравнения видны два обстоятельства. Появились максимумы и минимумы на графике интенсивности J( вр, фр) для слоистого дна (рис. 9). Кроме того, рефракционный минимум оказался значительнее слабее, чем в случае песчаного дна. Это связано с проявлениями волновых свойств от слоев отражения.
Оценки анизотропных свойств динамических шумов моря с учетом трехмерного рельефа дна, проведенные для Геленджикского района, выявили существенные отличия их от анизотропии динамических шумов глубокого океана. Если в океане анизотропия практически полностью определяется профилем скорости зву,
рельефа и акустических параметров дна. Таким образом, при выборе места установки антенн и их конфигурации следует учитывать помимо профиля скорости звука, рельеф дна и акустические параметры грунта в акватории [3]. Уровень динамических шумов моря в точке приема будет зависеть не только от вертикально, . указывают на необходимость учета особенностей анизотропных свойств динамических шумов конкретных районов Черного моря при разработке приемных антенн гидроакустических систем и при оценке их эффективности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Белогоровцев A.C., Белов А.И., Журавлев В А., Хока Ю.В. Акустические модели шельфовых морских акваторий и проблема их физической адекватности.
2. Булатов М.Г. Микроволновые исследования морс кой поверхности в прибрежной зоне. (Геленджик, 1999-2002 гг.) М.КДУ, 2003.
3. Океанографическая энциклопедия. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. С.П. Тарасов.
Пашня Анна Сергеевна
Технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.
E-mail: [email protected]. г. Таганрог, ул. Гарибальди, 27, кв. 49.
Тел.: +79525735406
Кафедра электрогидроакустической и медицинской техники; аспирантка.
Pashnja Anna Sergeevna
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomous Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
27, Garibaldi Street, Ap. 49, Taganrog, Russia.
Phone: +79525735406.
The Departament of Hydroacoustics and Medical Engineering; Postgraduate Student.
УДК 534.883:577.4
Г.В. Солдатов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДОННЫХ ОСАДКОВ ДИСТАНЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ В ЦЕЛЯХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
Данная статья посвящена проблеме экологического мониторинга мелководных водо. , морского донного грунта дистанционным способом. Для реализации предложенных методов необходима антенная система с высокой направленностью низкочастотного луча, отсутствием бокового поля, высокой разрешающей способностью по дальности. Применение параметрической излучающей антенны позволяет реализовать предложенные методы, при исследовании на малых глубинах, а также определить параметры дна с высокой .
Экологический мониторинг; параметрический профилограф; исследование дна; гид.
G.V. Soldatov DEFINING THE PARAMETERS OF SEDIMENTS REMOTE SENSING FOR ENVIRONMENTAL MONITORING
This article is devoted to environmental monitoring of shallow reservoirs. The paper discusses methods to determine the structure and parameters of the sea-bottom soil remote way. To implement the proposed method requires an antenna system with high-frequency beam orientation, lack of lateral field, high resolution in range. The use of parametric emitting antenna makes it possible to implement the proposed methods in the investigation at shallow depths, as well as to determine the parameters of the bottom with high accuracy.
Ecological monitoring; parametric chirp; seabed reaserch; underwater acoustic.
На экологическое состояние водной среды, морей и внутренних водоемов большое влияние оказывает состояние донных осадков. Необходимо непрерывно следить за процессом опасного загрязнения осадков и своевременного реагировать .
непосредственного взятия проб. Все чаще трудоемкие и дорогостоящие методы определения свойств морского дна путем непосредственного измерения физических характеристик заменяются более дешевыми и требующими меньших временных затрат дистанционными геофизическими методами с возможностью проведения периодического мониторинга.
Тонкая структура придонных осадков традиционно изучается с помощью
. -филографов является то, что на разных частотах они «озвучивают» различный , , по отраженным сигналам на разных частотах, несопоставимы, так как они соответствуют различным объемам осадков. В сейсморазведочных работах для опре-
