От ЛАА
К georg
Дата 13.04.2019 16:21:48
Рубрики Светлое будущее;

Re: гении, они...

>> Интересно, а для отправки очередного "зондирующего импульса" что ли обязательно нужно ждать, когда предыдущий вернется?
> Предыдущие импульсы не возвращаются, к сожалению, а может быть к счастью. Возвращаются их слабые и искажённые отражения

Виноват, я конечно имел в виду отражение: слаб в терминологии. И что же, скажем, частотная характеристика отраженного сигнала настолько искажается, что невозможно использовать пакеты импульсов нескольких технически близких, но различимых частот? А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак? скажем, с изменяемой по строго детерминированному правилу частотой.

> А вообще-то, длительность между импульсами определяет предельную дальность обнаружения активной системы в заданном режиме.

Любопытно, а как этот вопрос решают китовые и им подобные рукокрылые?
От mk
К ЛАА (13.04.2019 16:21:48)
Дата 15.04.2019 15:05:33

Re: гении, они...

>А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак?

Как - метод "тёмного поля": http://www.acoustician.ru/rus/scientic/articles/5.doc
(13 лет прошло ... http://nvs.rpf.ru/nvs/forum/archive/79/79970.htm)

>Любопытно, а как этот вопрос решают китовые и им подобные рукокрылые?

Китовые - по разному, у них есть НЧ и импульсный режимы. Рукокрылые используют ультразвук и пачки импульсов, т.е. обнаруживают точно мелкие цели, но преимущественно вблизи.
--
С уважением, Михаил.
От georg
К mk (15.04.2019 15:05:33)
Дата 17.04.2019 00:51:44

Re: гении, они...

>>А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак?
>
>Как - метод "тёмного поля": http://www.acoustician.ru/rus/scientic/articles/5.doc
По этому вопросу был уже разговор. Моё отношение к этим методам вам известны. Как один из возможных способов для некой оценки может быть. Но дорого, и неэффективно, к тому же этот метод имеет ряд технических ограничений. Не всегда всё то, что красиво на бумаге в придуманной модели будет так же эффективно в реальной среде. Опять же, вопросы распознавания под вопросом.

>С уважением, Михаил.


Взаимно.
От mk
К georg (17.04.2019 00:51:44)
Дата 17.04.2019 13:05:54

Разговор можно продолжить

благо братья Лексины уже рассказали о том, что "тёмное поле" может быть и естественного происхождения. Да, это недёшево - нужны новые антенны, но эффективность можно оценить по сравнению прежних способов измерения шумности кораблей, когда СПФ выставляло буи и нужно было пройти с точностью 10 метров от них, с СИ ГАП "Нева-ИПФ". Это серийно произведённый более 10 лет назад комплекс, антенна которого разворачивается в акватории (сама акватория не закрывается), а исследуемый объект делает галсы на интересующих режимах : http://www.kuriermedia.ru/data/objects/1345/14.pdf . И показывает он не просто - "шумит", но и положение этого источника шума в корпусе.
---
С уважением, Михаил.
От georg
К mk (17.04.2019 13:05:54)
Дата 17.04.2019 19:02:12

Re: Разговор можно...

>благо братья Лексины уже рассказали о том, что "тёмное поле" может быть и естественного происхождения. Да, это недёшево - нужны новые антенны, но эффективность можно оценить по сравнению прежних способов измерения шумности кораблей, когда СПФ выставляло буи и нужно было пройти с точностью 10 метров от них, с СИ ГАП "Нева-ИПФ". Это серийно произведённый более 10 лет назад комплекс, антенна которого разворачивается в акватории (сама акватория не закрывается), а исследуемый объект делает галсы на интересующих режимах : http://www.kuriermedia.ru/data/objects/1345/14.pdf . И показывает он не просто - "шумит", но и положение этого источника шума в корпусе.

С этим всё понятно. Измерительный комплекс предназначен для снятия акустического портрета. Для решения инженерных задач по проектированию корпусов ПЛ выдаваемая им информация в представленном виде позволяет инженерам решать поставленные задачи по снижению шумности. Но, решать задачи обнаружения ПЛ, это несколько иная задача. И она требует несколько иных подходов по обработке входных сигналов дополнительно к основной обработке.
>С уважением, Михаил.


Взаимно.
От mk
К georg (17.04.2019 19:02:12)
Дата 18.04.2019 11:14:41

Re: Разговор можно...

> Но, решать задачи обнаружения ПЛ, это несколько иная задача.

Это, грубо говоря - всего лишь обратная задача.
--
С уважением, Михаил.
От ЛАА
К mk (15.04.2019 15:05:33)
Дата 16.04.2019 17:46:14

лирический оффтоп про Мурку

> (13 лет прошло ... http://nvs.rpf.ru/nvs/forum/archive/79/79970.htm)
Правильная ссылка http://nvs.rpf.ru/nvs/forum/archive/79/79970.htm (к сожалению скобки "липнут" к адресам и форумский движок влепляет их в ссылку, перед скобкой приходится пробел ставить).

>> Любопытно, а как этот вопрос решают китовые и им подобные рукокрылые?
>
> Китовые - по разному, у них есть НЧ и импульсный режимы. Рукокрылые используют ультразвук и пачки импульсов, т.е. обнаруживают точно мелкие цели, но преимущественно вблизи.

А на меня однажды напала кошка. В абсолютной темноте. То есть, в темноте, абсолютной физически: под землей, при полном отсутствии источников света.

Дело было по молодости - много лет был очень увлечен тем, что нынче называют термином "спелестология", т.е. ползание по древним каменоломням (в описываемое время мы по незнанию обходились романтическим "спелеология", что есть неправда, конечно же). Каменоломни, о которых здесь речь, не очень древние - выработки завершились в 1900-е годы, но в силу природных причин уже практически полностью обрушенные, а это значит, что вместо относительно просторных штолен и штреков почти на всем протяжении они представляют из себя груду известнякового лома произвольного размера и позиции, со сложной трехмерной системой пролазов и шкуродеров между ними. Общая протяженность этих каменоломен по обмерам составляет десятки километров, но место, в котором разразилась эта душераздирающая сцена, от выхода отстоит не очень далеко - всего каких-нибудь метров триста. Однако метры эти по описанной выше причине приходится не просто проползать, через них надо продираться, в некоторых местах прилагая для этого значительные физические усилия.

Соответственно, продравшись до относительно просторного - два-три метра в ширину и меньше метра в высоту - места, я взмок, вымотался и решил отдохнуть, развалясь прямо тут же на камне. Светодиодных фонарей тогда в помине не было, а свет - это жизнь для истинного спелестолога: фонарь, естественно, я сразу выключил.

Ощущения человека в абсолютной тишине и не менее абсолютной темноте - отдельная увлекательная тема, распространяться не стану. Существенно здесь то, что я был не менее чем абсолютно уверен, что я в системе один: на входе в каменоломню ведется регулярный журнал входов/выходов аборигенов, откуда моя уверенность и происходила. Поэтому я полностью расслабился и не менее получаса отдыхал, предаваясь этим самым увлекательным ощущениям и оптическим глюкам. Под землей время течет странным образом, на точности настаивать не буду, но, судя по тому, что уже начал замерзать - 100% влажность и температура около 7 по Цельсию - большой ошибки быть не должно.

И в этот момент на меня со страшной силой набросился некто, острейшими когтями и зубами вцепился мне в грудь и с рычанием начал разрывать меня на части.

Над головой в полуметре - каменный потолок, и по бокам места не то что для разгона - для размаха не очень уж много, что многократно усиливало известный психологический эффект. Тот шок безусловно входит в десятку наиболее сильных ощущений, пережитых за мою бурную жизнь. Аж искры, помнится, и всполохи зелеными пошли кругами...

Когда через пару секунд наступило привыкание к впрыску адреналина, я догадался, что это местная кошка Мурка, видимо, соскучившаяся за неделю по человеческому общению и теплу. Мягко подобралась ко мне в темноте, прыгнула на грудь погреться, замурлыкала и стала по-кошачьи мять когтями мою штормовку от удовольствия. Восторженное "мр-р-р-р-р" у нее получалось с громкостью небольшого трактора.

Кто ее затащил под землю, было неизвестно, но она явно там прижилась - сначала на деликатесах аборигенов, а потом освоила традиционное помойничанье и охоту на мышей в незрячем формате. Как она охотится я слышал собственными ушами, во время одной из ночевок под землей. Сначала полная тишина, потом короткий панический писк, едва слышный шмяк прыжка, и через пару секунд хруст разгрызаемых косточек.

Мурка сподвигла меня на довольно рискованный эксперимент - 600-метровую проходку в одиночку, без фонаря, наощупь, с десятью спичками и парой сигарет в кармане (это был далеко не самый дурацкий эксперимент в моей жизни). Выяснилось, что уголек от сигареты не помогает абсолютно нисколько, т.к. после прикуривания глаза к темноте привыкнуть не успевают. Зато оказалось, что шум дыхания зачастую правильно ориентирует относительно близких стен или открытых пространств. Причем участие дыхания в этом деле я вычислил не сразу: поначалу было ощущение, что я слышу стены, если они близко, а от пространства такого ощущения не исходило. Головой покрутишь - и "шум стены" поворачивается тоже, как и положено. А вот если попридержать дыхание (на проходке дышишь как загнанный), то эффект "слышания стен" исчезает. Зато сердце начинает бубухать как свайная машина, заглушая все на свете.

Все это я к чему. У кошачьих ведь никаких акустических приспособлений для пеленгации в активном режиме природой не предусмотрено. Тем не менее, Мурка прекрасно прожила под землей год-полтора, прежде чем куда-то делась - при том, что аборигены могли ее подкармливать только по выходным, и не факт, что по каждым. От места постоянного обитания до места живописанной выше нашей встречи ей добираться не менее ста метров было - по всем тем пролазам и шкуродером сложной трехмерной геометрии. Но ведь услышала меня, и как-то ведь добралась - полагаясь лишь на свои уши, память и на какой-то свой авторский вариант метода акустического темного поля...

И что-то мне подсказывает, что у этого метода должно быть сильное будущее.

С уважением.
От mk
К ЛАА (16.04.2019 17:46:14)
Дата 17.04.2019 12:55:42

У кошек

слух гораздо лучше нашего с возможностью фокусировки, и есть инфракрасное зрение+осязание.
---
С уважением, Михаил.
От mk
К mk (15.04.2019 15:05:33)
Дата 15.04.2019 15:40:58

Re: гении, они...

>(13 лет прошло ...
Вот ещё нашёл: http://nvs.rpf.ru/nvs/forum/2/archive/110/110119.htm
---
С уважением, Михаил
От georg
К ЛАА (13.04.2019 16:21:48)
Дата 13.04.2019 20:58:48

Re: гении, они...


>Виноват, я конечно имел в виду отражение: слаб в терминологии. И что же, скажем, частотная характеристика отраженного сигнала настолько искажается, что невозможно использовать пакеты импульсов нескольких технически близких, но различимых частот?
В момент излучения активного канала приёмный канал блокируется, т.е. на время длительности излучаемого импульса приём невозможен. По окончании излучаемого импульса вход приёмника разблокируется, запускается развёртка по дальности и осуществляется приём отражённых сигналов в течении времени длительности развёртки. По окончании заданного времени (изначально задаётся оператором) прохождения развёртки вход затыкается, запускается новый импульс и весь цикл повторяется. Всё что придёт после этого в канал приёма, это помеха. Что касается искажения частот отражённого импульса, а как же, куда ж без этого, без этого жить было бы скучно, а так голову надо ломать. Во-первых Доплер. Носитель движется, цель движется, частоты смещаются туды-сюды, поэтому нужно иметь несколько параллельных приёмных каналов. Представьте себе футболистов, бьющих по воротам. Кто-то попадает в ворота, кто-то мажет то вправо, то влево. Поэтому, что бы наверняка, ставят дополнительные ворота справа и слева. И все попадают. При этом все частоты отражённого импульса смещаются одинаково. Этот принцип работает для любой модуляции, амплитудной, частотной, фазовой. Да, ещё форму импульса надо знать, или порядок изменение частот в частотно-модулированном сигнале.

> А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак? скажем, с изменяемой по строго детерминированному правилу частотой.
Почему никак, очень даже как. Нужно только синхронизировать момент посылки и включения приёмного канала, и знать точное местоположение приёмника и излучателя, и ещё форму излучаемого сигнала, желательно.

>> А вообще-то, длительность между импульсами определяет предельную дальность обнаружения активной системы в заданном режиме.
>
>Любопытно, а как этот вопрос решают китовые и им подобные рукокрылые?
Высокие частоты, маленькие дальности плюс мозг, принцип действия примерно такой же, как у нас реакция на свет. Мы тоже воспринимаем световое излучение, как отражённое от различных предметов. Мозг через глаза формирует картину окружающего мира. Выключите свет и всё формирование закончится, картина мира для вас исчезнет.


С уважением.
От ЛАА
К georg (13.04.2019 20:58:48)
Дата 14.04.2019 07:43:57

Re: гении, они...

> Во-первых Доплер. <...> При этом все частоты отражённого импульса смещаются одинаково. Этот принцип работает для любой модуляции, амплитудной, частотной, фазовой.

Это ясно. А другие механизмы частотных искажений существуют?

>> А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак? скажем, с изменяемой по строго детерминированному правилу частотой.
> Почему никак, очень даже как. Нужно только синхронизировать момент посылки и включения приёмного канала, и знать точное местоположение приёмника и излучателя, и ещё форму излучаемого сигнала, желательно.

О! То есть, строго ждать возвращения отраженного сигнала, как это описано в верхней статье, не приходится? Или все же приходится? Ну, типа, из-за опасности потери отраженного сигнала при блокировании приемного канала, если активный канал используется постоянно.

Правильно я понимаю, что описанный Вами цикл относится к аналоговому оборудованию? Термины "запускается развертка по дальности", "параллельный приемный канал" как бы намекают.

С уважением.
От mk
К ЛАА (14.04.2019 07:43:57)
Дата 15.04.2019 15:10:25

Re: гении, они...

>Это ясно. А другие механизмы частотных искажений существуют?
Существуют нелинейные механизмы, но при реальных амплитудах сигналов в гидроакустике их вклад пренебрежимо мал.

>О! То есть, строго ждать возвращения отраженного сигнала, как это описано в верхней статье, не приходится? Или все же приходится?
Возможен другой способ, описанный в приведённой мною ссылке выше: постоянная подсветка одночастотна и вырезается фильтром в приёмнике.
--
С уважением, Михаил.
От georg
К ЛАА (14.04.2019 07:43:57)
Дата 14.04.2019 11:59:10

Re: гении, они...

>> Во-первых Доплер. <...> При этом все частоты отражённого импульса смещаются одинаково. Этот принцип работает для любой модуляции, амплитудной, частотной, фазовой.
>
>Это ясно. А другие механизмы частотных искажений существуют?
Если цель излучает некий спектр, то отражённый импульс будет промодулирован частотами спектра. Если на приёме имеется аппаратура, способная выделить эти модуляции, то... Но, есть одно "но", которое не позволяет реализовать это свойство отражённого сигнала. Нужна накопленная статистика, а её получить проблематично.

>>> А использовать широкополосный (в смысле диапазона, а не спектра) сигнал для "подсветки" цели под водой - вообще никак? скажем, с изменяемой по строго детерминированному правилу частотой.
>> Почему никак, очень даже как. Нужно только синхронизировать момент посылки и включения приёмного канала, и знать точное местоположение приёмника и излучателя, и ещё форму излучаемого сигнала, желательно.
>
>О! То есть, строго ждать возвращения отраженного сигнала, как это описано в верхней статье, не приходится? Или все же приходится? Ну, типа, из-за опасности потери отраженного сигнала при блокировании приемного канала, если активный канал используется постоянно.
Давайте рассмотрим следующую модель. В носу лодки прилепим мощный прожектор и хорошую видеокамеру, а картинку выведем на монитор в ЦП. Что мы увидим? Правильно, некое освещённое впереди себя пространство и всё, что попадёт в это освещённое пространство и отражает свет. Ни шума, ни пыли, полное сохранение скрытности. С точки зрения физики имеем непрерывное излучение каналом излучения (прожектор) и одновременный приём отражённого сигнала в канале приёма (видеокамера). Одно неудобство, дистанция зоны наблюдения очень маленькая. Надо бы увеличить. Начинаем увеличивать. Каким образом? Снижаем частоту излучения, по другому никак и это тянет за собой все другие издержки, связанные с излучением, приёмом и распространением. Чем ниже частота, тем с больше дальностью обнаружения можно оперировать, однако и "плата" соответствующая.

>Правильно я понимаю, что описанный Вами цикл относится к аналоговому оборудованию? Термины "запускается развертка по дальности", "параллельный приемный канал" как бы намекают.
До фонаря. Физика для любой обработки одинаковая. Любая обработка в конечном итоге оперирует с дискретными понятиями. Как писал Э.Питмен в своей книге "Основы теории статистических выводов", ..."Все реальные выборочные пространства дискретны, и все наблюдаемые случайные величины имеют дискретные распределения. Непрерывные распределения - это математические конструкции, удобные для аналитических исследований, но практически не существующие". Полностью с ним согласен. Т.е. по сути не важно какое оборудование, аналог или цифра, однако цифра позволяет снизить объёмы "железа" и увеличить количество различных сложных алгоритмов обработки.

С уважением.
От ЛАА
К georg (14.04.2019 11:59:10)
Дата 16.04.2019 18:50:51

Re: гении, они...

> Если на приёме имеется аппаратура, способная выделить эти модуляции, то... Но, есть одно "но", которое не позволяет реализовать это свойство отражённого сигнала. Нужна накопленная статистика, а её получить проблематично.

... здесь не очень понятно: нужно накопление статистики по данной конкретной цели в данном конкретном замере, или вообще по целям, их режимам, спектрам и прр-р-р..?

> Начинаем увеличивать. Каким образом? Снижаем частоту излучения, по другому никак

... и тут тоже не очень ясно. Снижаем оптическую частоту излучения прожектора? При чем тут она под водой? Там ведь еще прозрачность по частотам не очень ровная...

... Надо бы увеличивать первым делом чувствительность матрицы камеры, пока не начнет фонить вода: сколько ни есть в ней взвеси (а есть много) - вся она фонить будет. И вот тут-то окажется полезным импульсный режим. Или многочастотный. Или давить подсветку в приемнике специальными фильтрами. Но если в случае электромагнитной подсветки вопрос, как мне кажется, сильно проблемный, то в акустике, м-м-м-м... Полагаю, что для физики, математики и программирования тут начинаются тучнейшие пастбища.

>> Правильно я понимаю, что описанный Вами цикл относится к аналоговому оборудованию? Термины "запускается развертка по дальности", "параллельный приемный канал" как бы намекают.
> До фонаря. Физика для любой обработки одинаковая.

Ой! Вот тут Вы меня прямо озадачили. Слаб в технике аналоговых вычислений, но представляется, что погрешности там такие, что сколь-нибудь множественные итерации просто невозможны. Так что согласиться с Вами могу лишь (прошу прощения за непрофессиональный моветон) за первичную обработку сигнала. Питмен, конечно, голова, но книжку свою он писал в 70-е, а это, простите, каменный век. Век - в силу известных причин - наклонностей в сторону аналитических методов, но не численных.

> Т.е. по сути не важно какое оборудование, аналог или цифра, однако цифра позволяет снизить объёмы "железа" и увеличить количество различных сложных алгоритмов обработки.

О! Но не просто увеличить количество. Тут уже новое качество рождается, которому приснопамятная “Рица” - как ботик Петра Великого современному атомоходу!

Не корите за “лирику”.

С уважением.
От georg
К ЛАА (16.04.2019 18:50:51)
Дата 17.04.2019 11:26:32

Re: гении, они...

>> Если на приёме имеется аппаратура, способная выделить эти модуляции, то... Но, есть одно "но", которое не позволяет реализовать это свойство отражённого сигнала. Нужна накопленная статистика, а её получить проблематично.
>
>... здесь не очень понятно: нужно накопление статистики по данной конкретной цели в данном конкретном замере, или вообще по целям, их режимам, спектрам и прр-р-р..?
Накопленная статистика подразумевает усреднение нескольких отражённых откликов, предварительно обработанных алгоритмами спектрального анализа в системе многоканального приёма. Далее вступают в действие алгоритмы информационно адаптивной обработки, выделяющие особенности конкретной цели. Формируется согласованный фильтр, отсеивающий все лишние помеховые составляющие. Сформированный информационный образ заносится в банк данных. Можно так. Но при активной работе это эффективно только для НК, т.к. им незачем скрываться.

>> Начинаем увеличивать. Каким образом? Снижаем частоту излучения, по другому никак
>
>... и тут тоже не очень ясно. Снижаем оптическую частоту излучения прожектора? При чем тут она под водой? Там ведь еще прозрачность по частотам не очень ровная...
Для получения больших дистанций обнаружения шумящих объектов необходимо уходить в НЧ диапазон, т.к. энергия ВЧ составляющих сигнала очень быстро затухают по ряду причин. Однако НЧ диапазон накладывает ограничения на габариты приёмной антенны, которые с определённой частоты не позволяют сформировать ДН. Поэтому в канале обработки фильтрами НЧ вырезают диапазон в полосе частот, соответствующий возможностям антенны.

>... Надо бы увеличивать первым делом чувствительность матрицы камеры, пока не начнет фонить вода: сколько ни есть в ней взвеси (а есть много) - вся она фонить будет. И вот тут-то окажется полезным импульсный режим. Или многочастотный. Или давить подсветку в приемнике специальными фильтрами. Но если в случае электромагнитной подсветки вопрос, как мне кажется, сильно проблемный, то в акустике, м-м-м-м... Полагаю, что для физики, математики и программирования тут начинаются тучнейшие пастбища.
Использование многочастотного режима подразумевает когерентный приём (согласованную фильтрацию, или копирующий коррелятор).

>>> Правильно я понимаю, что описанный Вами цикл относится к аналоговому оборудованию? Термины "запускается развертка по дальности", "параллельный приемный канал" как бы намекают.
>> До фонаря. Физика для любой обработки одинаковая.
>
>Ой! Вот тут Вы меня прямо озадачили. Слаб в технике аналоговых вычислений, но представляется, что погрешности там такие, что сколь-нибудь множественные итерации просто невозможны. Так что согласиться с Вами могу лишь (прошу прощения за непрофессиональный моветон) за первичную обработку сигнала. Питмен, конечно, голова, но книжку свою он писал в 70-е, а это, простите, каменный век. Век - в силу известных причин - наклонностей в сторону аналитических методов, но не численных.
В математике не существует "каменного века". Всё последующее базируется на предыдущем. Термин "функция" впервые был употреблён Лейбницем в 1694 году и все пользуются и ничего. Мат. статистика, описанная ранее, не может быть в прошлом, она может быть лишь фундаментом.

>> Т.е. по сути не важно какое оборудование, аналог или цифра, однако цифра позволяет снизить объёмы "железа" и увеличить количество различных сложных алгоритмов обработки.
>
>О! Но не просто увеличить количество. Тут уже новое качество рождается, которому приснопамятная “Рица” - как ботик Петра Великого современному атомоходу!
Любое "количество" в итоге перерождается в "качество".
>Не корите за “лирику”.
Разве я давал повод? Всегда приятно поговорить с умным человеком не только на специфические темы.

>С уважением.


Взаимно.
От mk
К georg (14.04.2019 11:59:10)
Дата 15.04.2019 15:12:43

Re: гении, они...

>Если цель излучает некий спектр, то отражённый импульс будет промодулирован частотами спектра. Если на приёме имеется аппаратура, способная выделить эти модуляции, то... Но, есть одно "но", которое не позволяет реализовать это свойство отражённого сигнала.
Кроме частотной модуляции будет ещё фазовая (пространственная). И вот тут этого "но" нет.
---
С уважением, Михаил.