Details

Объект исследования – подводный акустический канал. Цель работы – разработка алгоритма локализации источника излучения на основе оценки направления прихода сигнала (DOA) для подводного акустического канала и анализ его точностных характеристик. В результате исследования разработана комплексная имитационная модель пространственной 3D-локализации подводных источников излучения в среде MATLAB. Проведен сравнительный анализ точности алгоритма MUSIC при использовании узкополосных и широкополосных зондирующих сигналов. Экспериментально доказано, что алгоритм MUSIC обеспечивает высокую точность пеленгации для узкополосных сигналов даже в условиях когерентной многолучевости, однако его эффективность критически снижается при обработке широкополосных сигналов. Новизна работы заключается в сквозном моделировании процесса 3D-триангуляции с учетом реальных искажающих факторов гидроакустической среды. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования перспективных гидроакустических систем навигации и мониторинга, а также адаптированы для наземных многопозиционных радиолокационных комплексов и систем спутникового пеленгования. Использовались открытые образовательные ресурсы и программы поиска и анализа информации.

The object of this study is an underwater acoustic channel. The objective of this study is to develop an algorithm for emitting source localization based on direction-of-arrival (DOA) estimation for an underwater acoustic channel and to analyze its accuracy characteristics. As a result of this study, a comprehensive simulation model for spatial 3D localization of underwater emission sources was developed in MATLAB. A comparative analysis of the accuracy of the MUSIC algorithm using narrowband and broadband probing signals was conducted. It has been experimentally proven that the MUSIC algorithm provides high direction-finding accuracy for narrowband signals even in coherent multipath conditions. However, its effectiveness is critically reduced when processing broadband signals. The novelty of this work lies in the end-to-end modeling of the 3D triangulation process, taking into account real-world distorting factors in the hydroacoustic environment. The results obtained can be used to design advanced hydroacoustic navigation and monitoring systems, and can also be adapted for land-based multi-position radar systems and satellite direction-finding systems. Open educational resources and information search and analysis programs were used.