О точности оценок расстояния по времени распространения звуковых сигналов на арктическом шельфе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В рамках численного моделирования проводятся оценки точности определения расстояния между подводными источниками и приемниками звука, находящимися на расстоянии в несколько километров друг от друга в Карском море в осенний период времени. Предполагается, что основным источником возможных ошибок при определении расстояния является отсутствие точных данных о вертикальном профиле скорости звука на трассе распространения акустических сигналов. Проанализированы данные сентября и ноября, в интервале между которыми имеют место существенные изменения профиля, когда вертикальный градиент скорости звука изменяется от отрицательных значений до положительных. Характерные значения вариаций скорости звука получены при статистической обработке гидрологических данных, взятых из базы World Ocean Database. Полученные результаты важны для анализа возможностей подводной акустической навигации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. В. Назаренко

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: julnazr@yandex.ru

географический факультет

Россия, ул. Вавилова 38, Москва, 119991; Ленинские горы 1, Москва, 119991

Д. Д. Сидоров

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: sidorov.dan.dmit@gmail.com
Россия, ул. Вавилова 38, Москва, 119991

В. Г. Петников

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: petniko@kapella.gpi.ru
Россия, ул. Вавилова 38, Москва, 119991

С. В. Писарев

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: pisarev@ocean.ru
Россия, Нахимовский проспект 36, Москва, 117997

А. А. Луньков

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: lunkov@kapella.gpi.ru
Россия, ул. Вавилова 38, Москва, 119991

Список литературы

  1. Инзарцев А.В., Каморный А.В., Львов О.Ю., Матвиенко Ю.В., Рылов Н.И. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для научных исследований в Арктике // Подводные исследования и робототехника. 2007. № 2. С. 5–14.
  2. Barker L.D.L. et al. Scientific challenges and present capabilities in underwater robotic vehicle design and navigation for oceanographic exploration under-ice // Remote Sensing. 2020. V. 12. No. 16. P. 2588.
  3. Bhatt E.C., Viquez O., Schmidt H. Under-ice acoustic navigation using real-time model-aided range estimation // J. Acoust. Soc. Am. 2022. V. 151. № 4. P. 2656–2671
  4. Сорокин М.А., Петров П.С., Каплуненко Д.Д., Голов А.А., Моргунов Ю.Н. Прогноз эффективной скорости распространения акустических сигна-лов на основе модели циркуляции океана // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 5. С. 521–532.
  5. Петников В.Г., Шатравин А.В., Луньков А.А. О вариациях времени распространения звуковых сигналов при стационарном ледовом покрове // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 5. С. 569–575.
  6. Boyer T.P., Baranova O.K., Coleman C., Garcia H.E., Grodsky A., Locarnini R.A., Mishonov A.V., Paver C.R., Reagan J.R., Seidov D., Smolyar I.V., Weathers K., Zweng M.M. World Ocean Database 2018. Mishonov A.V., Technical Ed. NOAA Atlas NESDIS 87. 2018. https://www.ncei.noaa.gov/sites/default/files/2020-04/wod_intro_0.pdf
  7. Millero F.J., Xu Li. Comments on equations for the speed of sound in seawater // J. Acoust. Soc. Am. 1994. V. 95. № 5. Pt. 1. P. 2757–2759.
  8. Бреховских Л.М, Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана М.: Наука, 2007.
  9. Porter M. The KRAKEN normal mode program / La Spezia, Italy. SACLANT Undersea Research Centre, 1991. https://oalib-acoustics.org/website_resources/AcousticsToolbox/manual/kraken.html
  10. Козлов И.Е., Кудрявцев В.Н., Зубкова Е.В., Зимин А.В., Шапрон Б. Характеристики поля короткопериодных внутренних волн в Карском море по данным спутниковых радиолокационных измерений // Исслед. Земли из космоса. 2015. № 4. С. 44–59.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вертикальные профили (а) — температуры, (б) — солености и (в) — скорости звука, построенные по данным измерений, проведенных в сентябре. Сплошными кривыми показаны средние профили, штриховыми обозначен диапазон вариаций.

Скачать (172KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вертикальные профили (а) — температуры, (б) — солености и (в) — скорости звука, построенные по данным измерений, проведенных в ноябре. Сплошными кривыми показаны средние профили, штриховыми обозначен диапазон вариаций.

Скачать (165KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Огибающая автокорреляционной функции излучаемого сигнала.

Скачать (42KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Принятый сигнал A(τ) на выходе корреляционного приемника при профилях скорости звука (а) – c+(z), (б) – c(z), (в) – c–(z) (сентябрь).

Скачать (242KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Принятый сигнал A(τ) на выходе корреляционного приемника при профилях скорости звука (а) – с+(z), (б) – с(z), (в) – с–(z) (ноябрь).

Скачать (200KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Структура акустического поля в логарифмическом масштабе при профиле скорости звука с–(z) (а) — в сентябре и (б) — в ноябре.

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость разности времен распространения ∆t– = tc – tc– для сентября (пунктирная линия) и ноября (сплошная линия) от расстояния между источником и приемником на одной глубине .

Скачать (112KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024