Determining the Distance to an Underwater Source in Convergence Zones

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An algorithm has been substantiated for determining the distance to noisy sources in the passive sonar in convergence zones, which are observed in most deep-sea areas of the World Ocean. The algorithm is based on the well-known pattern of formation of the ray structure of the acoustic field of the source signal at the input of the receiving antenna. This pattern is that when a source enters a convergence zone by crossing its near boundary, the maximum energy of its signal arrives at the antenna along rays with negative grazing angles, and when a source enters a convergence zone by crossing its far boundary, along rays with positive grazing angles. The accuracy of determining the distance using the proposed algorithm in the case of detection of surface and underwater sources is assessed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. E. Lobodin

Electropribor Central Research Institute JSC

Email: aimashoshin@mail.ru
Russian Federation, St. Petersburg

A. I. Mashoshin

Electropribor Central Research Institute JSC

Author for correspondence.
Email: aimashoshin@mail.ru
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Кутько В.П., Галеркин Л.И., Моисеев Л.К., Олейников С.А., Панфилова С.Г., Степанов В.Н., Шербинин А.Д. Климатические характеристики скорости звука в северной части Тихого океана. М.: Московское отделение Гидрометеоиздата, 1981. 117 с.
  2. Кутько В.П., Галеркин Л.И., Олейников С.А., Панфилова С.Г., Степанов В.Н., Шербинин А.Д. Климатические характеристики скорости звука в северной части Атлантического океана. М.: Московское отделение Гидрометеоиздата, 1984. 146 с.
  3. Машошин А.И. Синтез оптимального алгоритма пассивного определения дистанции до цели // Морская радиоэлектроника. 2012. № 2 (40). С. 30–34.
  4. Ewing M., Worzel J.L. Long-Range Sound Transmission // Geol. Soc. Am. 1948. Memo 27.
  5. Бреховских Л.М. О распространении звука в подводном звуковом канале // Докл. Акад. наук СССР. 1949. Т. 69. № 2. С. 157–160.
  6. Бреховских Л.М. Распространение звуковых и инфразвуковых волн в природных волноводах на большие расстояния // Успехи физ. наук. 1960. Т. 70. № 2. С. 351–360.
  7. Hale F.E. Long Rang Sound Propagation in the Deep Ocean // J. Acoust. Soc. Am. 1961. V. 33. P. 456.
  8. Urick R.J. Caustic and convergence zones in deep-water sound transmission // J. Acoust. Soc. Am. 1965. V. 38. P. 348.
  9. Urick R.J., Lund G.R. Coherence of convergence zones sound // J. Acoust. Soc. Am. 1968. V. 43. P. 723.
  10. Акустика океана. Под ред. Бреховских Л.М. М.: Наука, 1974. 694 с.
  11. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. 448 с.
  12. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика неоднородных сред. Том 1. Основы теории отражения и распространения звука. М.: Наука, 2007. 443 с.
  13. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика неоднородных сред. Том 2. Звуковые поля в слоистых и трехмернонеоднородных средах. М.: Наука, 2009.
  14. Cазонтов П.Г., Малеханов А.И. Согласованная пространственная обработка сигналов в подводных звуковых каналах. Обзор // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 2. С. 233–253.
  15. Вировлянский А.Л., Казанова А.Ю. Устойчивые компоненты звукового поля на апертуре антенны в условиях многолучевого распространения // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 2. С. 190–203.
  16. Гидроакустические расчеты для станции шумопеленгования. Свидетельство о государственной регистрации № 2021617661 от 26.04.2021г.
  17. Cron B.F., Sherman C.H. Spatial-correlation function for various noise models // J. Acoust. Soc. Am. 1962. V. 34. P. 1732.
  18. Фурдуев А.В. Шумы океана // В кн. Акустика океана. М.: Наука, 1974. С. 615–691.
  19. Лободин И.Е., Машошин А.И. О возможности обнаружения современных подводных лодок в дальних зонах акустической освещенности // Морская радиоэлектроника. 2019. № 3 (69). С. 44–47.
  20. Машошин А.И. Особенности синтеза алгоритмов классификации подводных объектов по их гидроакустическому полю // Акуст. журн. 1996. Т. 42. № 3. С. 396–400.
  21. Галкин О.П. О структуре звукового поля в глубоком океане // В кн. Акустика океана. Современное состояние. М.: Наука, 1982. 99 с.
  22. Микушин И.И., Серавин Г.Н. Методы и средства измерения скорости звука в море. СПб.: Судостроение, 2012. 224 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Ray structure under conditions of the remote sensing area of the signal field of a source located at a depth of 10 m, at the input of a receiver located at a depth of 100 m. (a) – VRSZ, (b) – ray pattern of the signal field at the input of the receiver, (c) – angular structure of the signal field, (d) – signal propagation anomaly.

Download (451KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Ray structure in the conditions of the DZAO signal field of a source located at a depth of 100 m, at the input of a receiver located at a depth of 400 m. (a) – VRSZ, (b) – ray pattern of the signal field at the input of the receiver, (c) – angular structure of the signal field, (d) – signal propagation anomaly.

Download (452KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spatial spectrum of sea noise at the input of the receiving antenna (graph parameter – frequency, kHz).

Download (80KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Spatial spectrum of sea noise at the output of the receiving antenna (graph parameter – frequency, kHz).

Download (78KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences