ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ВЗВОЛНОВАННОЙ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТОВ НЕЛИНЕЙНОЙ АКУСТИКИ ДЛЯ ПРИБРЕЖНОГО СЕГМЕНТА ОБЩЕЙ СИСТЕМЫ МОРСКОГО МОНИТОРИНГА

Автор: Е. В. Волощенко

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Статья в выпуске: 4, 2024 года.

Бесплатный доступ

В статье проведен анализ возможностей и потребностей дистанционного мониторинга шельфа в прибрежном сегменте Глобальной системы наблюдения за океаном (ГСНО) с применением систем и методов измерений рассеяния ультразвуковых (гидроакустика) и электромагнитных (радиолокация) волн морской поверхностью. Основное внимание уделено проектированию технических основ ультразвукового способа мониторинга водоемов, в котором реализованы режимы облучения УЗ-сигналами со стороны дна обследуемой акватории с использованием различных эффектов нелинейной акустики. В рамках возможностей решения обратной задачи рассеяния — определения параметров морской поверхности по характеристикам рассеянных ею сигналов — основное внимание уделено применимости избирательного ("резонансного") механизма обратного рассеяния, соответствующего условию Брэгга – Вульфа. На основе анализа имеющихся результатов предложено расширить возможности способа измерения параметров взволнованной морской поверхности, перспективного к использованию в прибрежном сегменте общей системы морского мониторинга.

Еще

Параметрическая излучающая антенна, гидроакустический мониторинг

Короткий адрес: https://sciup.org/142242735

IDR: 142242735

Список литературы ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ВЗВОЛНОВАННОЙ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТОВ НЕЛИНЕЙНОЙ АКУСТИКИ ДЛЯ ПРИБРЕЖНОГО СЕГМЕНТА ОБЩЕЙ СИСТЕМЫ МОРСКОГО МОНИТОРИНГА

1. The Integrated, Strategic Design Plan for the Coastal Ocean Observations Module of the Global Ocean Observing System [Электронный ресурс]. URL: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000130523_rus (дата обращения 05.05. 2024).
2. Wave Sensor Technologies, St Petersburg, Florida, March 7-9, 2007: workshop proceedings [Электронный ресурс].
URL: https://aquadocs.org/handle/1834/20871 (дата обращения 05.05. 2024).
3. Гидрологический измеритель ГМУ-2 [Электронный ресурс]. URL: http://www.optimumlab.ru/product/stacionarnyj-gidrologicheskij-izmeritelgmu-2-tajfun/ (дата обращения 05.05. 2024).
4. Волнограф ГМВ [Электронный ресурс]. URL: https://www.bpp.by/product/volnograf-gmv/ (дата обращения 05.05. 2024).
5. Strong B.S., Brumley B.H., Mullison J.W. System and method of horizontal wave measurement. Патент США N US2006/0155492А1. 13.07.2006
6. Waves measurement systems test and evaluation protocols in support of national operation wave observation plan
[Электронный ресурс]. URL: https://drum.lib.umd.edu/items/18839fdd-31db4166-b64f-5d5da23d39f3 (дата обращения 05.08. 2024).
7. Wave & current buoys [Электронный ресурс]. URL: https://seasense.com.au/wave-current-buoys/ (дата обращения 05.05. 2024).
8. Directional Waverider 4 [Электронный ресурс]. URL: https://datawell.nl/products/directional-waverider-4/ (дата обращения 05.05. 2024).
9. Seaglider [Электронный ресурс]. URL: https://pdf.nauticexpo.com/pdf/kongsbergmaritime/seaglider/31233-105713.html (дата обращения 05.05. 2024).
10. Щеглов С.Г. Подводный планер. Патент РФ N RU176835U1. 30.01.18. URL: https://patents.google.com/patent/RU176835U1/ru
11. Кушнерик А.А., Щербатюк А.Ф. Малогабаритный многофункциональный автономный необитаемый подводный аппарат – носитель сменной полезной нагрузки. Патент РФ N RU2681415C1. 06.03.19. URL: https://patents.google.com/patent/RU2681415C1/ru
12. Smith R.N. Geometric Control Theory and its Application to Underwater Vehicles [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/230686999_Geometric_Control_Theory_and_its_Application_to_Underwater_Vehicles (дата обращения 05.05. 2024).
13. Корсков И.В., Буланов В.А. Система многочастотного акустического зондирования. Патент РФ RU108642U1. 20.09.2011.
URL: https://patents.google.com/patent/RU108642U1/ru
14. The International SeaKeepers Society [Электронный ресурс]. URL: https://www.seakeepers.org/ (дата обращения 05.05. 2024).
15. Brumley B., Terray E., Strong B. System and method for measuring wave directional spectrum and wave height. Патент США US2008/0094940А1. 18.12.2007. URL; https://patents.google.com/patent/US20080094940A1/en
16. Pandian P.K., Emmanuel O., Ruscoe J.P. et al. An overview of recent technologies on wave and current measurement in coastal and marine applications // Journal of Oceanography and Marine Science. 2010. Vol. 1, iss. 1. Id. A6F669C4294. URL: https://academicjournals.org/journal/JOMS/edition/January_2010
17. Fung A.K., Zuffada C., Hsieh C.Y. Incoherent Bistatic Scattering from the Sea Surface at L-Band // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. May 2001. Vol. 39, no. 5. P. 1006–1012. DOI: 10.1109/36.921418
18. Soofi Kh.A., Berta D. Derivation of sea ice thickness using isostacy and upward looking sonar profiles. Патент N WO2015/089255А1. 09.12.14. URL: https://patents.google.com/patent/WO2015089255A1/en
19. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровных поверхностях. М.: Наука, 1972. 424 с.
20. Мушенко А.С., Самоделкова В.В., Панатов Г.С. Способ измерения сверхмалой высоты полета самолета, преимущественно гидросамолета, над водной поверхностью и параметров морского волнения. Патент РФ RU2183010C2. 27.05.2002. URL: https://patents.google.com/patent/RU2183010C2/ru
21. Гарнакерьян А.А., Шепитько Г.Е., Бухарин В.Д., Ищенко В.Н. Устройство для измерения параметров морского волнения. Патент СССР SU632969A1. 16.11.78. URL: https://patenton.ru/patent/SU632969A1
22. Бухарин В.Д., Кашевский В.В. Устройство для измерения высоты морских волн с летательного аппарата. Патент РФ RU2104563C1. 10.02.98. URL: https://patents.google.com/patent/RU2104563C1/ru
23. Прозоровский В.Е., Бухарин В.Д., Буряк В.А. Способ определения высоты морских волн с летательного аппарата на плаву. Патент РФ RU2046287C1. 20.10.95. URL: https://patents.google.com/patent/RU2046287C1/ru
24. Зубкович С.Г. Способ измерения высоты морских волн с летательного аппарата. Патент СССР N 169808. 17.03.65. URL: https://patentdb.ru/patent/169808
25. Гарнакерьян А.А., Сосунов А.С. Радиолокация морской поверхности. Изд-во Ростовского университета, 1978. 144 с.
26. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики (Пер. с англ.). Л.: Судостроение, 1978. 448 с.
27. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. Л.: Судостроение, 1989. 256 с.
28. Dix J.F. Sonar surveillance system for shallow water. Патент Великобритании GB2240847А. 14.08.91. URL:
https://patents.google.com/patent/GB2240847
29. Власов Ю.Н., Маслов В.К., Толстоухов А.Д., Цыганков С.Г. Способ обнаружения вторжения подводного объекта в контролируемую область натурного водоема. Патент РФ RU2150123C1. 16.06.99. URL:
https://yandex.ru/patents/doc/RU2150123C1_20000527
30. Волощенко В.Ю., Волощенко А.П., Ли В.Г. Способ подготовки летного бассейна гидроаэродрома для выполнения взлета и приводнения гидросамолета. Патент РФ RU2464205C1. 20.10.12. URL: https://patents.google.com/patent/RU2464205C1/ru
31. Волощенко В.Ю., Волощенко Е.В., Тарасов С.П. и др. Акустический способ и устройство измерения параметров морского волнения. Патент РФ RU2721307C1. 18.05.20. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2721307C1_20200518
32. Волощенко В.Ю., Волощенко А.П. Многочастотное гидроакустическое приемоизлучающее антенное устройство. Патент РФ RU104732U1. 20.05.11. URL: https://patents.google.com/patent/RU104732U1/ru
33. Волощенко В.Ю., Волощенко А.П., Волощенко Е.В. Акустический волнограф. Патент РФ RU168083U1. 17.01.2017. URL:
https://patents.google.com/patent/RU168083U1/ru
34. Евтютов А.П., Митько В.Б. Инженерные расчеты в гидроакустике. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.
35. Волощенко Е.В. Параметрическая излучающая антенна с многокомпонентным сигналом накачки для гидроакустического мониторинга мелководных водоемов // Научное приборостроение. 2024. Т. 34, № 2. С. 102–111. URL: http://iairas.ru/mag/2024/abst2.php#abst10
36. Волощенко Е.В., Тарасов С.П. Измерение характеристик морского волнения на основе применения эффектов нелинейной акустики // Акустика среды обитания (АСО-2021): материалы Шестой Всероссийской конф.молодых ученых и спец. М: МГТУ им. Баумана, 2021. С. 70–75. URL: http://mhts.ru/data/ckfiles/files/ASO2021_%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%90%D0%A1%D0%9E-2021.pdf
37. Yang Z., Liu B., Qi L., White P.R., Li J., Kan G., Yu Sh. Measurement of bistatic sea surface scattering with a parametric acoustic source // Journal Acoustical Society of America. 2022. Vol. 151, iss. 4. P. 2474–2485. DOI: 10.1121/10.0010160
38. Wang L., Yu G., Liang M., Ren Y., Peng L. Experimental Measurement of Forward Scattering from Very Rough Sand Ripples in a Water Tank // Remote Sens. 2022. Vol. 14, iss. 16. Id. 3865. DOI: 10.3390/rs14163865
39. Qi L., Kan G., Liu B., Pei Y., Yang Z., Yu Sh. Sea-surface acoustic backscattering measurement at 6–25 kHz in the Yellow Sea // Acta Oceanol. Sin. 2020, Vol. 39, no. 3. P. 113–122. DOI: 10.1007/s13131-020-1539-7
40. Zhou H., Huang S.H., Li W. Parametric Acoustic Array and Its Application in Underwater // Sensors. 2020. Vol. 20, iss. 7. Id. 2148. DOI: 10.3390/s20072148
41. Волощенко Е.В., Волощенко В.Ю. Многочастотный доплеровский способ измерений скорости течений в водной среде. Патент РФ RU2795579С1. 05.05.2023. URL: https://patents.google.com/patent/RU2795579C1/ru
42. Волощенко В.Ю., Волощенко Е.В., Тарасов С.П. и др. Акустический способ измерения параметров движения слоистой морской среды. Патент РФ RU2801053С1. 01.08.2023. URL: https://patents.google.com/patent/RU2801053C1/ru
43. Волощенко Е.В. Повышение эффективности гидроакустических средств обнаружения на прибрежной акватории за счет применения нелинейной акустики // Научное приборостроение. 2024. Т. 34, № 2. С. 67–76. URL: http://iairas.ru/mag/2024/abst2.php#abst7

Еще

Статья научная