Интерферометрическая обработка гидроакустической информации в случайно-неоднородных океанических средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Казначеева Елена Сергеевна

• Казначеева Елена Сергеевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Казначеева Елена Сергеевна

Введение

Глава 1. Голографическая обработка гидроакустических сигналов

§ 1.1. Краткое введение

§ 1.2. Обнаружение и локализации малошумных источников в регулярных

волноводах (обзор)

§ 1.3. Дальность обнаружения малошумного источника

§ 1.4. Адаптивные алгоритмы локализации малошумных источников

§ 1.5. Выводы

Глава 2. Влияние интенсивных внутренних волн на формирование голограммы

неподвижного источника

§ 2.1. Краткое введение

§ 2.2. Экспериментальное наблюдение голограммы в присутствие интенсивных

внутренних волн

§ 2.3. Погрешность восстановления интерферограммы невозмущенного поля в присутствие интенсивных внутренних волн, вызывающих

горизонтальную рефракцию мод

§ 2.4. Погрешность восстановления интерферограммы невозмущенного поля в присутствие интенсивных внутренних волн, вызывающими

взаимодействие мод

§ 2.5. Выводы

Глава 3. Голографическая обработка поля движущихся источников в присутствии

интенсивных внутренних волн

§ 3.1. Краткое введение

§ 3.2. Обработка данных натурного эксперимента

§ 3.3. Локализация источника в присутствие интенсивных внутренних волн,

вызывающих горизонтальную рефракцию

§ 3.4. Локализация источника в присутствии интенсивных внутренних волн,

вызывающих взаимодействие мод

§ 3.5. Выводы

Глава 4. Голографическая селекция мод

§ 4.1. Краткое введение

§ 4.2. Физико-математические принципы выделения мод

§ 4.3. Разрешение мод на фоне интенсивных внутренних волн, вызывающих

горизонтальную рефракцию волн

§ 4.4. Разрешение мод на фоне интенсивных внутренних волн, вызывающих

взаимодействие волн

§ 4.5. Выводы

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интерферометрическая обработка гидроакустической информации в случайно-неоднородных океанических средах»

Актуальность темы

Одна из трудных проблем обработки гидроакустической информации - это обеспечение высокой помехоустойчивости в условиях пространственно-временной изменчивости акватории, совмещенной с адаптивностью к изменяющимся условиям распространения волнового поля в океанической среде.

В настоящее время все большее значение придается использованию малошумных автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) для выполнения масштабных и трудоемких работ, связанных с патрулированием и охраной морских акваторий, поиском и обследованием подводных объектов, съемкой физических полей морских акваторий, отслеживанием перемещения морских животных и т.д. Это стимулирует разработку новых пассивных методов обнаружения малошумных источников. Одним из таких методов является голографический метод локализации энергии в пространстве частота-время, основанный на устойчивых структурных особенностях интерференционной картины, формируемой широкополосным шумовым источником. Применение голографической интерферометрии позволяет существенно расширить функциональные возможности пассивной гидролокации, а также создать принципиально новые направления в обработке гидроакустических широкополосных звуковых полей, предназначенных для решения широкого класса научно-технических задач.

Переход от классической интерферометрической обработки к голографической обработке требует решения большого круга фундаментальных задач. Это обусловлено тем, что принципы применения голографической интерферометрии для обработки шумоизлучения источников в океанических волноводах коренным образом отличаются от используемых в настоящее время голографических методов во всех тех направлениях, где играет роль интерференция волн. В классической голографии волновой фронт дифрагированного предметного поля записывается на голограмму и далее считывается опорным полем, что позволяет воспроизвести изображение объекта [1-3]. В нашем случае мы имеем дело только с шумоизлучением источника, которое вследствие волноводной дисперсии и многомодового распространения трансформируется в интерференционную картину (интерферограмму). Под интерферограммой понимается квадрат модуля принимаемого сигнала в переменных частота-время. Геометрия расположения интерференционных полос определяется параметрами волновода, скоростью и траекторией источника. В классической интерферометрии решение задачи об обнаружении и локализации движущегося источника принимается на основе сформированной

4

интерферограммы. Такая обработка в условиях малого входного отношения сигнал/помеха (с/п), когда интерференционная картина зашумлена, является не эффективной. Запись интерферограммы с помощью двумерного частотно-временного преобразования Фурье, т.е. формирование голограммы, существенным образом повышает помехоустойчивость голографической обработки и делает возможным ее реализацию при зашумленной интерферограммы [4-7].

Первоначально голографический метод обнаружения и локализации движущихся источников шума был разработан для регулярных волноводов. Однако во многих практически интересных случаях передача акустической информации осуществляется при малом входном отношении с/п на фоне пространственно-временных неоднородностей и в отсутствие информации о гидроакустических характеристиках среды распространения. Интенсивная помеха маскирует информацию, а случайно-неоднородная среда ее искажает. Остается открытым вопрос об устойчивости голографической обработки при наличии таких неоднородностей. Таким образом, практическая потребность в обобщении голографического метода обнаружения и определения параметров малошумных источников в условиях пространственно-временной изменчивости океанической среды и отсутствия знания о передаточной функции волновода определяет актуальность тематики диссертационной работы. Цель и задачи

Целью работы является разработка физико-математических принципов голографической интерферометрии для обнаружения и локализации малошумных источников в нерегулярных мелководных акваториях и в отсутствие информации о передаточной функции волновода.

Реализация заявленной цели подразумевает решение следующих задач:

• рассмотрение механизма формирования голограммы шумоизлучения источника при наличии неконтролируемых гидродинамических возмущений, искажающих принимаемый сигнал;

• создание адаптивных алгоритмов голографической обработки в условиях отсутствия априорной информации о гидроакустических характеристиках океанической среды;

• оценка дальности обнаружения малошумного источника в мелком море;

• разработка голографического метода выделения мод и оценок их параметров;

• выявление условий регистрации неискаженной интерферограммы и анализ влияния ее искажений интерферограммы на формирование голограммы.

Методы исследования

Решение поставленных задач осуществлялось в рамках теоретического рассмотрения, численного моделирования и обработки экспериментальных данных.

Научная новизна

• сформулированы условия формирования неискаженной интерферограммы и выполнен анализ их искажений;

• предложены два варианта адаптивных алгоритмов локализации малошумных источников в отсутствие информации о передаточной функции волновода и выполнены численные эксперименты по их апробации;

• разработана методика определения дальности обнаружения малошумного источника, основанная на численных оценках звукового поля и экспериментальных данных о спектральных характеристиках шумоизлучения аппарата и фоновой помехи акватории.

• представлен алгоритм разрешения мод и оценок их параметров с использованием одиночного приемника, основанный на двумерном частотно-временном преобразовании Фурье поля движущегося источника;

• на стационарной трассе в присутствие интенсивных внутренних волн (ИВВ) экспериментально продемонстрировано восстановление неискаженной интерферограммы, формируемой широкополосным источником;

• предложен метод передачи неискаженного модуля спектра источника через случайно-неоднородную океаническую среду в отсутствие знаний о передаточной функции волнового канала;

• экспериментально и в рамках численного моделирования показана устойчивость голографического метода обнаружения и локализации движущихся малошумных источников при наличии ИВВ.

Практическая значимость

1. Созданы объекты интеллектуальной собственности, защищенные свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.

2. Разработанные адаптивные голографические алгоритмы обеспечивают решение проблемы локализации малошумных источников в отсутствие информации о гидроакустических характеристиках океанической среды. Это значительно расширяет область применения голографической обработки, позволяя проводить идентификацию источников в акваториях, в которых невозможно проведение акустической калибровки.

3. Разработанный метод разрешения мод и оценок их параметров позволяет реконструировать передаточную функцию волновода в параметрической форме и использовать эту информацию для моделирования распространения акустических волн.

4. Предложенный метод оценки дальности обнаружения малошумного источника обеспечивает экспрессный ее анализ по шумоизлучению источника.

5. Голографический метод обработки позволяет проводить обнаружение и восстановление параметров малошумных источников при наличии ИВВ.

Защищаемые положения

• голографический метод разрешения мод с использованием одиночного приемника и движущегося источника позволяет восстанавливать параметры мод: амплитуду, комплексное горизонтальное волновое число и групповую скорость; при этом он сохраняет работоспособность на фоне ИВВ, обусловливающих горизонтальную рефракцию и взаимодействие мод звукового поля;

• адаптивные голографические алгоритмы обеспечивают обнаружение и локализацию малошумных источников в отсутствие данных о передаточной функции волновода;

• голографическая обработка на фоне ИВВ, обусловливающих горизонтальную рефракцию и взаимодействие мод поля широкополосного источника: при неподвижном источнике восстанавливает интерферограмму невозмущенного поля, при движущемся источнике интерферограмма невозмущенного поля не восстанавливается;

• голографический метод обнаружения и локализации малошумных источников устойчив по отношению к ИВВ, обусловливающих горизонтальную рефракцию и взаимодействие мод звукового поля.

Достоверность результатов

Выводы работы подтверждаются соответствием между теоретическим анализом, численным экспериментом, данными обработки натурных экспериментов и согласием полученных результатов с независимыми результатами других авторов в тех случаях, где такое сравнение было возможно провести.

Апробация работы, публикации и свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

Материалы диссертации доложены на следующих мероприятиях:

1. Международная научно-техн. конф. «Радиолокация. Навигация. Связь». Воронеж, ВГУ, 2019 г., 16-18 апреля, два доклада.

2. XXXII сессии РАО. Москва, АКИН, 2019 г., 14-17 октября.

3. XVII школа-семинар им. акад. Л.М. Бреховских, совмещенная с XXXIII сессией РАО. Москва, ИО РАН, 2020 г., 19 октября-23 октября, два доклада.

7

4. XV Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» ГА-2020. С.-Петербург, 2020 г., 21-25 сентября, два доклада.

5. III Всерос. акуст. конф., С.-Петербург, 2020 г., 21-25 сентября.

6. XXVI Международная научно-техн. конф. «Радиолокация. Навигация. Связь». Воронеж, ВГУ, 2020 г., 29 сентября-01 октября.

7. International Conference «Days on Diffraction 2020». St. Peterburg, 2020 г., 25-29 May.

8. XVII Всерос. школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» имени профессора А.П. Сухорукова. Москва, МГУ, 2020 г., 24-28 августа.

9. XXVII Международная научно-техн. конф. «Радиолокация. Навигация. Связь». Воронеж, ВГУ, 2021 г., 28 сентября-30 октября, два доклада.

10. XXVII Международная научно-техн. конф. «Радиолокация. Навигация. Связь». Воронеж, ВГУ, 2021 г., 28 сентября-30 октября, два доклада.

11. Школа-семинар «Волны-2021». Москва, МГУ, 2021, 7 июня-11 июня.

12. 6th Underwater Acoustics Conference & Exhibition (UACE 2021). Херсонесом, Крит, Греция. 2021, 21 июня-24 июня, два доклада.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Measurement Capability of the Interferometric Method of Sound Source Localization in the Absence of Data on the Waveguide Transfer Function / Kaznacheeva E. S., Kuznetsov G. N., Kuz'kin V. M., Lyakhov G. A., Pereselkov S. A. // Physics of Wave Phenomena. - 2019. -Vol. 27. - No 1. - P. 73-78. - DOI: 10.3103/S1541308X19010126

2. Kaznacheeva, E. S. Interferometric Processing of Hydroacoustic Information in the Presence of Intense Internal Waves / E. S. Kaznacheeva, V. M. Kuz'kin, S. A. Pereselkov // Physics of Wave Phenomena. - 2021. - Vol. 29. - No 3. - P. 278-284. - DOI: 10.3103/S1541308X21030067

3. Pereselkov, S. A. Numerical modeling of the sound field interference pattern in the presence of intense internal waves / Pereselkov S. A., Kuz'kin V. M., Kaznacheeva E. S. // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2021. - Vol. 150. - N. 4. - A316. - DOI: 10.1121/10.0008421

4. Pereselkov, S. A. Interferometric method of the signal processing in shallow water/ Pereselkov S. A., Kuz'kin V. M., Kaznacheeva E. S. // The Journal of the Acoustical Society of America. - 2021. - Vol. 150. - N. 4. - A316. - DOI: 10.1121/10.0008420

5. Кузькин, В. М. Оценка погрешности восстановления интерферограммы невозмущенного звукового поля, искаженного интенсивными внутренними волнами / В. М. Кузькин, С. А. Пересёлков, Е. С. Казначеева // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2022. - Т. 86. - № 2. - С. 263-268. - DOI: 10.31857/S0367676522020156

6. Применение голографической интерферометрии для передачи информации через возмущенную океаническую среду / В. М. Кузькин, М. Бади, С. А. Пересёлков, Е. С.

Казначеева // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2021. - Т. 85. -№ 2. - С. 276-281. - DOI: 10.31857/S0367676521020186

7. Передача информации через случайно-неоднородную океаническую среду / В. М. Кузькин, Г. А. Ляхов, С. А. Пересёлков, Е. С. Казначеева // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. - 2021. - Т. 14. - № 2. - С. 54-64. - DOI: 10.7868/S2073667321020052

8. Mode selection in oceanic waveguides / Kuz'kin V. M., Matvienko Yu. V., Pereselkov S. A., Prosovetskii D. Yu., Kaznacheeva E. S. // Physics of Wave Phenomena. - 2022. - Vol. 30. -N. 2. - P. 111-118. - D0I:10.3103/S1541308X22020030

9. Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода / С. А. Пересёлков, В. М. Кузькин, Г. Н. Кузнецов, Г. А. Ляхов, Е. С. Казначеева // Ученые записки физического факультета Московского университета. -2020. - № 1. - С. 2010103-1-2010103-4

10. Adaptive Algorithms for Interferometric Processing / E. S. Kaznacheeva, V. M. Kuz'kin, G. A. Lyakhov [et al.] // Physics of Wave Phenomena. - 2020. - Vol. 28. - No 3. - P. 267-273. - DOI: 10.3103/S1541308X20030103

11. Broadband sound scattering by intense internal waves / S. A. Pereselkov, P. V. Rybyanets, E. S. Kaznacheeva, M. Badiey, V. M. Kuz'kin // Proceedings of the International Conference Days on Diffraction 2020, DD 2020. - 2020. - P. 95-99. - DOI: 10.1109/DD49902.2020.9274630

12. Оценка дальности обнаружения малогабаритного подводного аппарата по его шумовому полю / Е. С. Казначеева, В. М. Кузькин, Ю. В. Матвиенко [и др.] // Подводные исследования и робототехника. - 2021. - № 4(38). - С. 80-85. - DOI: 10.37102/1992-4429_2021_38_04_08

13. Реализация голографического метода локализации источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода / С. А. Пересёлков, В. М. Кузькин, Г. Н. Кузнецов, Г. А. Ляхов, Е. С. Казначеева // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXV Международной научно-технической конференции, (г. Воронеж, 16-18 апреля 2019 г.) : в 6 т. Т. 4. - Воронеж : ВГУ, 2019. - С. 97-106

14. Проявление интенсивных внутренних волн на интерферограммах принимаемых сигналов в мелком море / Е. С. Казначеева, В. М. Кузькин, Г. А. Ляхов, С. А. Пересёлков, Д. Ю. Просовецкий // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXV Международной научно-технической конференции, (г. Воронеж, 16-18 апреля 2019 г.) : в 6 т. Т. 4. - Воронеж : ВГУ, 2019. - С. 87-96.

15. Адаптивные методы интерферометрической обработки / С. А. Пересёлков, Е. С. Казначеева, В. М. Кузькин, С. А. Ткаченко // Акустика океана : доклады XVII Школы-семинара им. акад. Л. М. Бреховских, совмещенной с XXXIII сессией Российского акустического общества. - Москва : ИО РАН, 2020. - С. 276-280. - DOI 10.29006/978-

5-9901449-5-8-44

16. Обнаружение шумового источника / С. А. Пересёлков, В. М. Кузькин, Е. С. Казначеева, С. А. Ткаченко // Акустика океана : доклады XVII Школы-семинара им. акад. Л. М. Бреховских, совмещенной с XXXIII сессией Российского акустического общества. -Москва : ИО РАН, 2020. - С. 271-275. - DOI 10.29006/978-5-9901449-5-8-43

17. Адаптивные алгоритмы оценки дальности и скорости шумового источника / С. А. Пересёлков, Е. С. Казначеева, П. В. Рыбянец, В. М. Кузькин, Г. А. Ляхов // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXVI Международной научно-технической конференции, (г. Воронеж, 29 сентября - 1 октября 2020 г.) : в 6 т. Т. 4. -Воронеж : ВГУ, 2020. - С. 117-126

18. Акустическая интерферометрия интенсивных внутренних волн / M. Badiey, Е. С. Казначеева, В. М. Кузькин, А. Ю. Малыхин, С. А. Пересёлков // Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики : труды XV Всероссийской конференции, Санкт-Петербург, 21-25 сентября 2020 г. - Санкт-Петербург, 2020. - С. 196-199

19. Частотно-временная структура звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе / M. Badiy, Е. С. Казначеева, В. М. Кузькин, А. Ю. Малыхин, С. А. Пересёлков // Труды Всероссийской акустической конференции : материалы III Всероссийской конференции, 21-25 сентября 2020 г. - Санкт-Петербург : Политех-Пресс, 2020. - С. 654-657.

20. Голографическая структура стационарного источника при распространении внутренних волн перпендикулярно акустической трассе / С. А. Переселков, В. М. Кузькин, Е. С. Казначеева [и др.] // Радиолокация, навигация, связь : сборник трудов XXVII Международной научно-технической конференции, посвященной 60-летию полетов в космос Ю.А. Гагарина и Г.С. Титова, (г. Воронеж, 28 сентября - 30 сентября 2021 г.) : [RLNC-2021 : в 4 томах. Т. 2]. - Воронеж : ВГУ, 2021. - С. 402-409.

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ:

1. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020619052 Российская Федерация. Интерферометрическая частотно-временная обработка низкочастотных гидроакустических сигналов векторно-скалярного приемника.

2. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020660790 Российская Федерация. Интерферометрическая частотно-временная обработка высокочастотных гидроакустических сигналов векторно-скалярного приемника.

3. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021681297 Российская Федерация. Расчет акустической голограммы шумового поля источника звука, движущегося в мелководном гидроакустическом волноводе на основе модового описания.

4. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021681355 Российская Федерация. Обнаружение АНПА в мелководном волноводе на основе

голографической обработки шумовых сигналов каналов одиночного векторно-скалярного приемника. 5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021681587 Российская Федерация. Расчет частотно-временной интерферограммы движущегося источника в океаническом мелководном волноводе на основе модового описания звукового поля.

Работа подготовлена в рамках плановых НИР кафедры математической физики и информационных технологий Воронежского государственного университета и при частичной поддержке грантов: Президента РФ (проекты МК-4846.2022.4, МК-6144.2021.4, МК-933.2019.8); РФФИ (проекты 19-29-06075, 19-38-90326).

Личный вклад автора

Задачи работы и методы исследования были сформулированы научным руководителем д.ф.-м.н., профессором С.А. Пересёлковым. Личный вклад автора состоял в проведении теоретического рассмотрения, численного моделирования, обработке экспериментальных данных и анализе результатов. Все представленные в диссертации результаты получены соискателем лично или при его непосредственном участии.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 104 наименований. Она содержит 152 страницы, 149 рисунков, 12 таблиц. В первом параграфе главы приводится обзор опубликованных работ, излагается круг рассматриваемых вопросов; завершается глава перечнем основных результатов. В диссертации принята сквозная нумерация формул, рисунков и таблиц внутри каждой главы: ссылка (1.6) означает шестую формулу из первой главы, рис. 2.11 - одиннадцатый рисунок из второй главы, табл. 3.2 - вторую таблицу из третьей главы.

Краткое содержание работы

Во введении обоснован выбор научного направления исследований, показана актуальность решаемых проблем, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, перечислены публикации и доклады по теме диссертации, а так же приведено краткое содержание работы.

В первой главе изложены физические принципы голографического метода локализации энергии шумоизлучения источника в пространстве частота-время, основанные на устойчивых структурных особенностях формируемой им интерферограммы. В основе метода лежит двумерное преобразование Фурье интерферограммы поля источника, которое

реализует квазикогерентное накопление частотных смещений интерференционных максимумов волнового поля вдоль локализованных полос.

В параграфе 1.2, который носит обзорный характер, описано современное состояние применения голографической интерферометрии для обнаружения и локализации малошумных подводных источников в регулярных волноводах.

В параграфе 1.3 изложена методика определения дальности обнаружения малошумного подводного источника. Она основана на численных оценках звукового поля в мелком море и экспериментальных данных о спектральных характеристиках шумоизлучения источника и фонового шума морской акватории. Сформулированы условия формирования неискаженной интерференционной картины и выполнен анализ ее искажений. Приведены результаты численного моделирования алгоритма оценки предельной дальности АНПА.

В параграфе 1.4 представлены два адаптивных алгоритма голографической обработки, реализуемых на основе измерений пеленга и частотных сдвигов интерференционных максимумов волнового поля между двумя векторно-скалярными приемниками, разнесенными на горизонтальное расстояние. Для измерений пеленга и частотных сдвигов интерференционных максимумов информация о гидроакустических характеристиках океанической среды не требуется. Приведены результаты численного моделирования.

Во второй главе представлены результаты исследования применения голографической интерферометрии для восстановления неискаженной интерферограммы широкополосного источника на стационарной трассе в присутствии ИВВ.

В параграфе 2.2 приведены результаты голографической обработки эксперимента на двух стационарных трассах, когда ИВВ приводили к горизонтальной рефракции и взаимодействию мод акустического поля широкополосного источника. Реконструированы интерферограммы, обусловленные невозмущенным и возмущенным полями. Восстановлены передаточная функция невозмущенного волновода и временная изменчивость океанической среды.

В параграфах 2.3 и 2.4 рассмотрены физико-математические принципы формирования

голограммы в океанической среде на фоне ИВВ, вызывающих горизонтальную рефракцию

и взаимодействие мод соответственно. Показано, что спектральная плотность на

голограмме концентрируется в двух непересекающихся областях, соответствующих

рассеянному и невозмущенному полей. Фильтрация этих областей и применение к ним

обратных двумерных преобразований Фурье дает возможность избежать искажений

передаваемой информации. Приведены и обсуждены результаты численного

12

моделирования. Оценена относительная ошибка восстановления интерферограммы невозмущенного поля.

В третьей главе представлены результаты исследования устойчивости голографического метода обнаружения и локализации движущегося подводного источника при наличии ИВВ.

В параграфе 3.2 приведены экспериментальные результаты голографической обработки шумоизлучения движущегося подводного источника при наличии ИВВ.

В параграфах 3.3 и 3.4 описаны результаты численного моделирования по обнаружению и локализации движущегося подводного источника на фоне ИВВ, вызывающих горизонтальную рефракцию и взаимодействие мод соответственно.

В четвертой главе представлены результаты исследования голографического метода разрешения мод, позволяющего с использованием одиночного приемника и движущегося источника восстанавливать параметры отдельных мод: амплитуду, действительную (постоянную распространения) и мнимую (модальный коэффициент затухания) составляющие горизонтального волнового числа, а также групповую скорость.

В параграфе 4.2 изложен новый метод выделения мод и оценок их параметров в мелком море с использованием одиночного приемника, основанный на двумерном частотно-временном преобразовании Фурье вещественной части поля движущегося источника. Представлены результаты численного моделирования. Приведены оценки восстановленных параметров мод: амплитуды, постоянной распространения, модального коэффициента затухания и групповой скорости.

В параграфе 4.3 представлены результаты численного эксперимента работоспособности метода на фоне ИВВ, вызывающих горизонтальную рефракцию мод поля источника.

В параграфе 4.4 представлены результаты численного эксперимента работоспособности метода на фоне ИВВ, вызывающих взаимодействие мод поля источника.

В Заключение сформулированы основные результаты работы.

ГЛАВА 1

ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

§ 1.1. Краткое введение

Волноводная дисперсия и многомодовый характер распространения звука в океанических волноводах приводят к формированию интерференционной картины (интерферограммы) поля широкополосного источника. Создается устойчивая система локализованных полос в переменных частота-время [8] или частота-расстояние [9, 10]. Под интерферограммой, если речь идет о скалярной компоненте поля, понимается квадрат модуля давления в переменных частота-время (расстояние). Интерферограмма характеризуется волноводным инвариантом [9, 10], который определяет угловой коэффициент наклона интерференционных полос. Угловой коэффициент устанавливает связь между частотным сдвигом и временем (расстоянием) при сохранении разности фаз между интерферирующими модами. Геометрия расположения локализованных полос определяется параметрами волновода, скоростью и траекторией источника.

Основываясь на механизме формирования частотных смещений интерференционных максимумов волнового поля, в работах [4-7] была предложена голографическая обработка шумового поля источника, реализующая квазикогерентное накопление спектральной плотности вдоль локализованных полос, которая далее подвергается двумерному частотно-временному преобразованию Фурье. На выходе интегрального преобразования (голограммы) спектральная плотность локализуется в малой области в форме фокальных пятен, обусловленных интерференцией мод различных номеров. Координаты максимумов фокальных пятен связаны с удаленностью и радиальной скоростью источника через частотные и пространственные масштабы изменчивости передаточной функции волновода. Голографические методы пеленгования широкополосного источника с использованием двух и одного векторно-скалярных приемников (ВСП) рассмотрены в [11-13]. Разрешению шумовых источников различной интенсивности на фоне изотропной помехи с использованием голографической обработки посвящены исследования [14, 15]. Возможности голографической обработки гидроакустической информации с использованием протяженных антенн проанализированы в [16-18]. Применительно к одиночному приемнику и протяженным антеннам обнаружение шумового источника по критерию Неймана-Пирсона с использованием голографической обработки изложено в [19-21]. В работах автора [22-29] представлены два адаптивных алгоритма голографического метода определения удаленности и радиальной скорости шумового

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Казначеева Елена Сергеевна, 2022 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Пер. с англ. М.: Мир, 1970. 364 с.

2. Строук Дж. Введение в когерентную оптику и голографию. Пер с англ. М.: Мир, 1967. 348 с.

3. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. Пер с англ. М.: Мир, 1982. 504 с.

4. Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Спектрограмма и локализация источника звука в мелком море // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 4. С. 406-418.

5. Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Kaznacheev I.V. Noise source localization shallow water // J. Phys. Wave Phenom. 2017. V. 25. N. 2. P. 156-163.

6. Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Kaznacheev I.V., Grigor'ev V.A. Interferometric method for estimating the velocity of a noise sound source and the distance to it in shallow water using a vector-scalar receiver // J. Phys. Wave Phenom. 2017. V. 25. N. 4. P. 299-306.

7. Казначеев И.В., Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерферометрический метод обнаружения движущегося источника звука векторно-скалярным приемником // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 1. С. 33-45.

8. Weston D.E., Stevens K.J. Interference of wide band sound in shallow water // J. Sound Vibration. 1972. V. 21. N. 1. P. 57-64.

9. Чупров С.Д. Интерференционная структура звукового поля в слоистом океане / Акустика океана. Современное состояние. М.: Наука, 1982. С. 71-91.

10. Орлов Е.Ф. Интерференционная структура широкополосного звука в океане / Проблемы акустики океана. М.: Наука, 1984. С. 85-93.

11. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. Метод определения местоположения малошумного источника звука // Вестн. ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2018. № 2. С. 53-63.

12. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Kuznetsov G.N., Kaznacheev I.A. Interferometric direction finding by a vector-scalar receiver // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. N. 1. P. 63-73.

13. Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu. Direction finding of a noise sound source // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. N. 3. P. 237-241.

14. Kuz'kin V.M., Kuznetsov G.N., Pereselkov S.A., Grigor'ev V.A. Resolving power of the interferometric method of source localization // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. N. 2. P. 150-159.

15. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. Разрешение шумовых

144

источников // Вестн. ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2018. № 1. С. 5-24.

16. Kaznacheev I.V., Kuz'kin V.M., Kutsov M.V., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A. Interferometry in acoustic-data processing using extended antennas. Space-time analogy // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. N. 4. P. 326-332.

17. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А. Интерферометрическая обработка с использованием вертикальной линейной антенны // Вестн. ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2020. № 2. С. 14-23.

18. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А., Казначеев И.В. Интерферометрическая обработка акустической информации с использованием протяженных антенн в диспергирующих средах // РЭНСИТ. 2020, Т. 12. № 4. С. 483-494.

19. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Матвиенко Ю.В., Ткаченко С.А. Обнаружение источника в диспергирующих средах // РЭНСИТ. 2019. Т. 11. № 3. С. 337-344.

20. Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Matvienko Yu. V., Tkachenko S.A. Noise-source detection in an oceanic waveguide using interferometric processing // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. N. 1. P. 68-74.

21. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Matvienko Yu.V., Tkachenko S.A. Detection of a noise signal in an oceanic waveguide using a vertical array // Phys. Wave Phenom. 2021. V. 29. N. 4. P. 321-326.

22. Kaznacheeva E.S., Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A. Measurement capability of the interferometric method of sound source localization in the absence of data on the waveguide transfer function // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. N. 1. P. 73-78.

23. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н. Ляхов Г.А., Казначеева Е.С. Реализация голографического метода локализации источника звука в отсутствие информации передаточной функции волновода / Сб. трудов XXV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация. связь», посвященной 160-летию со дня рождения А.С. Попова. Воронеж: ВГУ, 2019. Т. 4. Секция 6: Навигация. Позиционирование. Морская локация и навигация. Гидроакустика. Системы наведения. С. 97-106.

24. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Ляхов Г.А., Казначеева Е.С. Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода / Докл. XXXII сессии РАО. 2019. С. 285-291. https://yadi. sk/d/VZlkTkzcgN3btw

25. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Ляхов Г.А., Казначеева Е.С. Локализация источника звука в отсутствие информации о передаточной функции волновода // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2020. № 1. С. 2010103-1-2010103-4.

26. Kaznacheeva E.S., Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Tkachenko S.A. Adaptive algorithms for interferometric processing // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. N. 3. P. 267-273.

27. Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Ткаченко С.А. Адаптивные методы интерферометрической обработки / Докл. XVII школы-семинара им. акад. Л.М. Бреховских, совмещенной с XXXIII сессией РАО. М.: ИО РАН, 2020. С. 276-280.

28. Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Ткаченко С.А. Возможность адаптации интерферометрического метода локализации звукового источника в океане / Труды XV Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» ГА-2020. С.-Петербург, 2020. С. 304-307.

29. Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Рыбянец П.В. Адаптивные алгоритмы оценки дальности и скорости шумового источника / Сб. трудов XXVI Международной научно-технической конференции «Радиолокация. Навигация. Связь» (RLNC*2020). Воронеж: ВГУ, 2020. Т. 4. Секция 6: Навигация. Позиционирование. Морская локация и навигация. Гидроакустика. Системы наведения. С. 117-126.

30. Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Хворостов Ю.А. Оценка дальности обнаружения малогабаритного подводного аппарата по его шумовому полю // Подводные исследования и роботехника. 2021. № 4 (38). С. 88-93.

31. Besedina T.N., Kuznetsov G.N, Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Determining the depth of a sound source in shallow water against intense background noise // Acoust. Phys. 2015. V. 61. N. 6. P. 681-691.

32. Besedina T.N., Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu. Estimation of the depth of an immobile sound source in shallow water // Phys. Wave Phenom. 2015. V. 23. N. 4. P. 292-303.

33. Kuznetsov G.N., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu. Wave method for estimating the sound source depth in a oceanic waveguide // J. Phys. Wave Phenom. 2016. V. 24. N. 4. P. 310-316.

34. Gingrass D. Methods for predicting the sensitivity of matched-field processors to mismatch // J. Acoust. Soc. Am. 1989. V. 86. P. 1940-1949.

35. Krolik J.L. Matched-field minimum variance beam forming in a random ocean channel // J.

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

Acoust. Soc. Am. 1992. V. 92. N. 3. P. 1408-1419.

Baggeroer A.B., Kuperman W.A., Mikhalevsky P.N. An overview of matched field methods in ocean acoustics // IEEE J. Oceanic Eng. 1993. V. 18. N. 4. P. 401-423. Ianniello J.P. Recent developments is sonar signal processing // IEEE Signal. Process. Mag. 1998. V. 15. N. 4. P. 27-40.

Малышкин Г.С., Сидельников Г.Б. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 5. С. 526-545. Сазонтов А.Г., Малеханов А.И. Согласованная пространственная обработка сигналов в подводных звуковых каналах (обзор) // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 2. С. 233-253. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А. Применение интерферометрической обработки для локализации малошумных источников звука // Подводные исследования и роботехника. 2019. № 4 (30). С. 49-57.

Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007. 370 с.

Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. Пространственная интерференция нормальных волн в океанических волноводах // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 4. С. 376-383.

Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. 928 с.

Белов А.И., Кузнецов Г.Н. Оценка акустических характеристик поверхностных слоев морского дна с использованием четырехкомпонентных векторно-скалярных приемников // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 2. С. 194-202.

Луньков А.А., Петников В.Г., Стромков А.А. Особенности фокусировки низкочастотных звуковых полей в мелком море // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 2. С. 256-262.

Хворостов Ю.А,, Матвиенко Ю,В, Характеристики собственного шумоизлучения малогабаритного АНПА // Подводные исследования и роботехника, 2019, № 4 (30), С, 58-53,

Кузькин В.М., Куцов М.В., Пересёлков С.А. Пространственная интерференция нормальных волн в океанических волноводах // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 4. С. 376-383.

Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А. О чувствительности мониторинга, основанного на измерении частотных смещений интерференционной структуры звукового поля // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 2. С. 267-271.

Кузькин В.М., Луньков А.А., Пересёлков С.А. Корреляционный метод измерения

частотных сдвигов максимумов звукового поля, вызванных возмущениями океанической среды // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 5. С. 655-661.

50. Apel J R., Badiey M., Chiu C.-S., Finette S., Headrick R.H., Kemp J., Lynch J.F., Newhall A.E., Orr M.H., Pasewark B.H., Tielburger D, Turgut A., von der Heydt K., Wolf S.N. An overview of the SWARM 1995 shallow-water internal wave acoustic scattering experiment // IEEE J. Ocean. Eng. 19977. V. 22. P. 465-500.

51. Frank S.D., Badiey M., Lynch J., Siegmann W.L. Analysis and modeling of broadband airgum data influenced by nonlinear internal waves // J. Acoust. Soc. Am. 2004. V. 116. N. 6. P. 3404-3422.

52. Badiey M., Katsnelson B.G., Lynch J.F., Pereselkov S., Siegmann W.L. Measurement and modeling of three-dimensional sound intensity variations due to shallow-water internal waves // J. Acoust. Soc. Am. 2005. V. 117. N. 2. P. 613-625.

53. Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A., Zvyagin V.G., Malykhin A.Yu., Prosovetskiy D.Yu. Intense internal waves and their manifestation in interference patters of received signals on oceanic shelf // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. N. 2. P. 160-167.

54. Badiey M., Kuz'kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu., Tkachenko S.A. Intense internal waves and their manifestation in the interference patterns of received signals on oceanic shelf. Part II // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. N. 4. P. 313-319.

55. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Кузнецов Г.Н., Малыхин А.Ю., Ткаченко С.А. Применение голографии для передачи изображения источника через случайно-неоднородную океаническую среду // Вестн. ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2019. № 1. С. 39-50.

56. Бади М., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерферометрия гидродинамики океанического шельфа, вызванной интенсивными внутренними волнами // Фундам. прикл. гидрофиз. 2020. Т. 13. № 1. С. 45-55.

57. Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю. Проявление интенсивных внутренних волн на интерферограммах принимаемых сигналов в мелком море / Сб. трудов XXV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь», посвященной 160-летию со дня рождения А.С. Попова. Воронеж: ВГУ, 2019. Т. 4. Секция 6: Навигация. Позиционирование. Морская локация и навигация. Гидроакустика. Системы наведения. С. 87-96.

58. Pereselkov S.A., Rybyanets P.V., Kaznacheeva E.S., Badiey M., Kuz'kin V.M. Broadband sound scattering by internal waves // Proceedings of the International Conference DAYS on

DIFFRACTION 2020. P. 95-99.

59. Badiey M., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Малыхин А.Ю., Пересёлков С.А. Акустическая интерферометрия интенсивных внутренних волн / Труды XV Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» ГА-2020. С.-Петербург, 2020. С. 196-199.

60. Badiey M., Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Малыхин А.Ю., Пересёлков С.А Частотно-временная структура звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе / Труды III Всерос. акуст. конф. С.-Петербург, 2020. С. 654-657.

61. Pereselkov S.A., Rybyanets P.V., Kaznacheeva E.S., Badiey M., Kuz'kin V.M. Broadband sound scattering by intense internal waves / International Conference «Days on Diffraction 2020». St. Peterburg, 2020. Abstracts. p. 34-35.

62. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Badiey M., Казначеев И.В., Ткаченко С.А. Интерферограмма звукового поля при наличии интенсивных внутренних волн на океаническом шельфе // Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2020. № 1. С. 20101021-2010102-5.

63. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Казначеева Е.С., Рыбянец П.В., Просовецкий Д.Ю., Голографическая структура стационарного источника при распространении внутренних волн перпендикулярно акустической трассе / Сб. трудов XXVII Международной научно-технической конференции «Радиолокация. Навигация. Связь» (RLNC*2021). Воронеж: ВГУ, 2021. Т. 2. Секция 6: Навигация. Позиционирование. Морская локация и навигация. Гидроакустика. Системы наведения. С. 402-409.

64. Коняев К.В., Сабинин К.Д. Волны внутри океана. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. 271 с.

65. Zhou J., Zhang X.Z., Rogers P.H. Resonant interaction of sound wave with internal solitons in the coastal zone // Acoust. Soc. Am. 1991. V. 90. N. 4. P. 2042-2054.

66. Серебрянный А.Н. Проявление свойств солитонов во внутренних волнах на шельфе // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1993. Т. 29. № 2. С. 285-293.

67. Hsu M.K., Liu A.K., Liu C. An study of internal waves in the China seas and vellow sea using SAR // Continental Shelf Res. 2000. V. 20. N. (4-5). P. 389-410.

68. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Горизонтальная рефракция низкочастотного звукового поля, вызванная солитонами внутренних волн в мелководном волноводе // Акуст. журн. 2000. Т. 46. № 6. С. 779-788.

69. Кацнельсон Б.Г., Пересёлков С.А. Пространственно-частотная зависимость

горизонтальной структуры звукового поля в присутствии интенсивных внутренних волн в мелком море // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 2. С. 210-219.

70. Kaznacheeva E.S., Kuz'kin V.M., Pereselkov S.A. Interferometric processing of hydroacoustic information in the presence of intense internal waves // Phys. Wave Phenom. 2021. V. 29. N. 3. P. 278-284.

71. Pereselkov S.A., Kuz'kin V.M., Kaznacheeva E.S. Numerical modeling of the sound field interference pattern in the presence of intense internal waves // J. Acoust. Soc. Am. 2021. V. 150. N. 4. A316.

72. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. Оценка погрешности восстановления интерферограммы невозмущенного звукового поля, искаженного интенсивными внутренними волнами // Изв. РАН. Серия физическая. 2022. Т. 86. № 2. С. 263-268.

73. Кузькин В.М., Бади М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. Применение голографической интерферометрии для передачи информации через возмущенную океаническую среду // Изв. РАН. Серия физическая. 2021. Т. 85. № 2. С. 276-281.

74. Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. Передача информации через случайно-неоднородную океаническую среду // Фундам. прикл. гидроф. 2021. Т. 14. № 2. С. 54-64.

75. Распространение звука во флуктуирующем океане. Под ред. С. Флатте. М.: Мир, 1982. 336 с.

76. Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерферометрическая диагностика гидродинамических возмущений мелкого моря. М.: Ленанд, 2019. 200 с.

77. Буров В.А., Сергеев С.Н. Современные методы теории возмущения при расчете гидроакустических полей // Вестн. МГУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 1992. Т. 33. № 2. С. 49-56.

78. Кузькин В.М., Луньков А.А., Пересёлков С.А. Частотные смещения максимумов звукового поля, вызванные интенсивными внутренними волнами // Акуст. журн. 2012. Т. 58. № 3. С. 342-349.

79. Kuz'kin V.M., Kutsov M.V., Pereselkov S.A. Frequency shifts of sound field maxima in few-mode propagation, which are initiated by internal wave solitons // Phys. Wave Phenom. 2013. V. 21. N. 2. P. 139-151.

80. Pereselkov S.A., Kuz'kin V.M. Interferometric processing of hydroacoustic signals for the purpose of source localization // J. Acoust. Soc. Am. 2022. Vol. 151. No. 2 P. 666-676.

81. Cruise report: Ocean acoustic experiments in support of shallow water acoustic remote measurements (SWARM). University of Delaware, College of Marine Studies, Ocean

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

Acoustics Laboratory. Newark, DE 19716. September 11, 1995, 72 p. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Просовецкий Д.Ю. Голограмма движущегося источника звука в присутствии интенсивных внутренних волн // Фундам. прикл. гидроф. 2022. Т. 15. № 4. С.37-45

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. Голографическая обработка движущихся источников при наличии интенсивных внутренних волн // РЭНСИТ. 2022. Т. 14. № 2. С.181-188.

Гончаров В.В., Зайцев В.Ю., Куртепов В.М., Нечаев А.Г., Хилько А.И. Акустическая томография океана. Н. Новгород: ИПФ РАН, 1997. 255 с.

Kuz'kin V.M., Kutsov M.V., Pereselkov S.A. Frequency shifts of sound field maxima in few-mode propagation, which are initiated by internal wave solitons // Phys. Wave Phenom. 2013. V. 21. N. 2. P. 139-151.

Bonnel J., Chapman N.R. Geoacoustic inversion in a dispersive waveguide using warping operators // J. Acoust. Soc. Am. 2011. V. 130. P. EL101-EL107.

Zeng J., Bonnel J., Chapman N.R. Inversion of seabed attenuation using time-warping jf

close range data // J. Acoust. Soc. Am. 2013. V. 134. P. EL394-El399.

Белов А.И., Кузнецов Г.Н. Оценка акустических параметров модели дна в мелком

море с использованием априорной геолого-геофизической информации и

преобразования Вигнера // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 2. С. 190-195.

Белов А.И., Кузнецов Г.Н. Оценка акустических характеристик поверхностных слоев

морского дна с использованием четырехкомпонентных векторно-скалярных

приемников // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 2. С. 194-202.

Фершалов М.Ю., Петров П.С., Манульчев Д.С., Захаренко А.Д. Обобщение метода геоакустической инверсии по записи импульсного сигнала одиночным гидрофоном с учетом неоднородностей батиметрии // Подводные исследования и роботехника. 2021. № 1 (35). С. 51-59.

Gazanhes C., Sessarego J.P. Garnier J.L. Identification of modes in some conditions of sound propagation in shallow water // J. Sound and Vibrat. 1978. V. 56. N. 2. P. 251-259. Gazanhes C., Garnier J.L., Sessarego J.P. Beam forming and frequency dependence of mode identification in shallow water propagation // J. Sound and Vibrat. 1979. V. 65. N. 2. P. 165-176.

Parsons A.R., Bourke R.H., Muench R.D. The Barents sea polar front in summer // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. N. 6. P. 14201-14221.

Poleni M.A. Lineary swept frequency measurements time-delay spectrometry and the

Wigner distribution // J. Audio Enj. Soc. 1988. V. 36. N. 6. P. 457-468.

151

95. Niu H., Zhang R., Li Z. Theoretical analysis of warping operators for non-ideal shallow water waveguides // J. Acoust. Soc. Am. 2014. V. 136. N. 1. P. 53-65.

96. Bonnel J., Gervaise C., Nicolas B., Mars J.I. Single-receiver geoacoustic inversion using modal reversal // J. Acoust. Soc. Am. 2012. V. 131. N. 1. P. 119-128.

97. Bonnel J., Touze G.L., Nicolas B., Mars J.I. Power class utilization with waveguide-invariant approximation // IEEE Signal Processing Magazine. 2013. P. 120-129.

98. Bonnel J., Thode A.. Range and depth estimation of bowhead whale calls in the Arctic using a single hydrophone // IEEE. 2014. 978-1-4799-5948-8/14/$31.00

99. Bonnel J., Caporale S., Thode A. Waveguide mode amplitude estimation using warping and phase compensation // J. Acoust. Soc. Am. 2017. V. 141. N. 3. P. 2243-2255.

100. Brown M.G. Time-warping in underwater acoustic waveguides // J. Acoust. Soc. Am. 2020. V. 147. N. 2. P. 898-910.

101. Bonnel J., Thode A., Wright D., Chapman R. Nonlinear time-warping made simple: A step-by-step tutorial on underwater acoustic modal separation with a single hydrophone // J. Acoust. Soc. Am. 2020. V. 147. N. 3. P. 1897-1926.

102. Сергеев С.Н., Шуруп А.С., Годин О.А., Веденев А.И., Гончаров В.В., Муханов П.Ю., Заботин Н.А., Brown M.G. Выделение акустических мод во Флоридском проливе методом шумовой интерферометрии // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 1. С. 73-83.

103. Kuz'kin V.M., Matvienko Yu.V., Pereselkov S.A., Prosovetskii D.Yu., Kaznacheeva E.S. Mode selection in oceanic waveguides // Phys. Wave Phenom. 2022. V. 30. N. 2. P. 111-118.

104. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков Казначеева Е.С., Ткаченко С.А. Голографический метод выделения мод в мелком море в присутствии интенсивных внутренних волн // Phys. Wave Phenom. 2022. V. 30. N. 4. P. 358-364.

105. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И. Выделение мод в мелком море на основе голографической интерферометрии в присутствии интенсивных внутренних волн // РЭНСИТ. 2022. Т. 14. № 3. С. 261-268.