Optimizing of targets detection and tracking processes realized on consoles of passive sonar with linear towed antenna

A. Raganowicz , K. Sadowski, M. Dolot , L. Kilian HYDROACOUSTICS – 2016
The long-range passive towed sonar was first modernised a few years ago. Building on operator experience over that period, a concept was developed of optimising the tasks performed by sonar operators, and improving forms of imaging to inform about object detection and support object tracking. The concept was implemented and successfully tested during ships’ manoeuvres. The optimisation of operator tasks was designed to keep listening for signals from an object separate from object tracking. Operator tasks have been made easier by rearranging the imaging, improving interaction between monitors, extending the navigation imagery module, adding new tools for building an acoustic database of potential targets; and improving the recording, browsing and playback of key recorded data. The article gives a more detailed account of the project and its results.

Postępy Akustyki // Advances in Acoustics rozdział: Doskonalenie metod detekcji i śledzenia ruchu obiektów podwodnych pasywnym sonarem dalekiego zasięgu z holowaną liniową anteną

A. Raganowicz , K. Sadowski, M. Dolot , L. Kilian – 2016
Dalekosiężne pasywne sonary z długimi holowanymi antenami są obecnie najlepszymi systemami do wykrywania obecności i określania namiarów na współczesne, ciche okręty podwodne. Dlatego są stosowane zarówno na dużych okrętach nawodnych jak i podwodnych mimo niewygód przy ich rozwijaniu, holowaniu i zwijaniu a także mimo zawiłości oraz niejednoznaczności wskazań (tylko namiary na cel - bez rozróżnienia lewej i prawej burty oraz brak bezpośrednich wskazań odległości do celu). Historia pozyskania fregat, modernizacji ich sonarów oraz sposób postępowania operatorów z uzyskiwanymi obrazami efektów nasłuchu by wyróżnić cel pośród nadmiarowych sygnałów, zostały przybliżone w przywołanych pozycjach bibliografii, poniżej jest natomiast przedstawiony głównie koronny (choć nie zawsze osiągalny) efekt działania sonaru i jego operatorów czyli śledzenie ruchu podwodnego celu na tzw. zobrazowaniu nawigacyjno – taktycznym. Udoskonalenie narzędzi programowych filtracji sygnałów, tworzenia i wykorzystywania baz sygnatur akustycznych okrętów oraz stworzenie programowego modułu nawigacyjno – taktycznego MoNT stało się możliwe na podstawie kilkuletnich doświadczeń, zdobytych podczas eksploatacji sonarów na polskich fregatach.

Dobór sygnałów w cichym sonarze z filtracją dopasowaną

Skrytość działania jest pożądaną cechą sonarów w niektórych zastosowaniach militarnych. Można ją uzyskać poprzez emisję sygnałów szerokopasmowych o małej mocy i długim cyklu powtarzania. Głównym problemem w takich cichych sonarach jest negatywny wpływ efektu Dopplera na warunki detekcji i dokładność określania odległości wykrytych celów. W referacie dokonano porównania pod tym kątem trzech rodzajów sygnałów sondujących, a mianowicie sygnałów z liniową i hiperboliczną modulacją częstotliwości i liniową modulacją okresu. Przedstawione wyniki symulacji numerycznych wykazały, że sygnały z hiperboliczną modulacją częstotliwości są najmniej wrażliwe na efekt Dopplera z punktu widzenia warunków detekcji. Dla wszystkich porównywanych sygnałów błędy określania odległości celu są praktycznie jednakowe.

Modernization of ASW Sonar SQS-56 at Gdańsk University of Technology

Katedra Systemów Elektroniki Morskiej Politechniki Gdańskiej w latach 2008-2010 wykonała modernizację podkilowego sonaru do poszukiwania okrętów podwodnych SQS-56. Jest to sonar wyprodukowany w USA i zainstalowany na fregacie ORP Kościuszko. W ramach modernizacji zastosowano nowe szerokopasmowe impulsy sondujące z hiperboliczną modulacją częstotliwości generowanye w wielokanałowym nadajniku sterowanym mikroprocesorowo. Po stronie odbiorczej wykonano nowe układy cyfrowego przetwarzania sygnałów, w których zastosowano nowoczesne algorytmy filtracji dopasowanej oraz przestrzennej. W celu zobrazowania wyników obserwacji zastosowano dwie konsole operatorskie z kolorowymi monitorami LCD.

Visualisation forms in MCM Side Scan Sonar

Artykuł dotyczy organizacji zobrazowań na monitorach zmodernizowanych w Katedrze Systemów Elektroniki Morskiej a przeznaczonych do poszukiwania min sonarów bocznych z holowanymi nośnikami anten. We wprowadzeniu opisano strukturę takiego sonaru oraz sposób pozyskiwania i charakter odbieranych sygnałów jako podstawę organizowania zobrazowań efektów nasłuchu. Dalej opisano inne czynniki wpływające na organizację obrazów na monitorach sonaru tzn. zadania operatora, organizację i sposób ekspozycji wprowadzanych nastaw, ekspozycję wskazań dodatkowych czujników sonaru, współpracę z innymi systemami okrętowymi (zwłaszcza zobrazowanie przeszukanej przestrzeni na podstawie danych z pokładowego systemu GPS), funkcje treningu operatorów i aspekty ergonomiczne. Pokazano przykłady zobrazowań.

Hydroacoustic signals simulations in workstation for training asw helicopter navigators

Polska Marynarka Wojenna użytkuje śmigłowce wyposażone w systemy pokładowe zmoderni-zowane w ostatnich latach a przeznaczone do wykrywania i śledzenia okrętów podwodnych: sonary z opuszczaną anteną, odbiorniki do nasłuchu i analizy sygnałów z radiohydroboi oraz magnetometry. W artykule przedstawiono pokrótce strukturę trenażera nawigatorów - operatorów tych systemów, wykorzystywanego również jako stanowisko do analizy danych zebranych w lotach. Szerzej przedstawiono natomiast zasadniczy problem przy konstruowaniu trenażerów jakim są sposoby ge-neracji sygnałów niezbędnych dla tworzenia zobrazowań odpowiadających ściśle zobrazowaniom i nasłuchom rzeczywistych sytuacji taktycznych. Pokazane zostały pomocne w symulacji wzory analityczne tych sygnałów oraz zastosowana zasada ich komputerowej generacji.

Workstation for training asw helicopter navigators and analysis real flight data

W artykule opisane zostało stanowisko szkoleniowo-diagnostyczne i analizy danych skonstruowane z przeznaczeniem dla nawigatorów śmigłowców ASW eksploatowanych w polskiej Marynarce Wojennej i zainstalowane w bazie śmigłowców. Umożliwia ono prowadzanie szkoleń i treningów w zakresie eksploatacji oraz wykonywanie analiz informacji zebranych przez nawigatorów podczas lotów z pokładowego sonaru ASW, odbiornika sygnałów z sonoboi i magnetometru. Szkolenia i treningi polegają na stworzeniu instruktorowi możliwości stawiania dwóm operatorom zadań i kontroli ich realizacji w warunkach możliwie zbliżonych do istniejących w locie. Zadnia dotyczą obsługi pulpitów systemów oraz pozyskiwania informacji w zaaranżowanych sytuacjach taktycznych, diagnozowania zadawanych uszkodzeń oraz analizy, w warunkach naziemnych, danych pozyskanych w wykonanych lotach. Celem jest zapewnienia odpowiedniego poziomu wyszkolenia i doświadczenia nawigatorów śmigłowców przy ograniczonych możliwościach wykonywania lotów szkoleniowych.

Acoustic signal processing in passive sonar system with towed array

W referacie opisano przetwarzanie sygnałów akustycznych w pasywnym systemie hydrolokacyjnym. W pojęciu ''przetwarzanie sygnałów akustycznych'' mieszczą się wszelkie operacje wykonywane na sygnałach analogowych tj. wzmacnianie, filtracja i próbkowanie, jak również operacje na sygnałach cyfrowych uzyskanych w procesie próbkowania. Do operacji cyfrowych wykonywanych w systemie zalicza się synchronizację, konwersję, sortowanie, wytwarzanie zespołu odchylonych wiązek, wyznaczanie widmowej gęstości mocy odebranych sygnałów oraz wizualizację wyników obróbki danych.

Formy zobrazowań w sonarze dalekiego zasięgu z cylindryczną anteną

W artykule zaprezentowane są formy zobrazowań zastosowanych w dalekosiężnym, pasywnym sonarze z holowaną anteną, zmodernizowanym w Katedrze Systemów Elektroniki Morskiej. We wstępie pokazano strukturę sonaru po modernizacji oraz formy sygnałów nasłuchu, ich przetwarzania i transmisji z anteny do zespołów pokładowych. W dalszych częściach pokazano organizację przepływu informacji wewnątrz sonaru i przy komunikacji z zewnętrznymi systemami okrętowymi oraz organizację kilku rodzajów zobrazowań wraz z przykładami obrazów ekranów.

Visualisation forms in passive sonar with towed array

Artykuł dotyczy organizacji zobrazowań na monitorach modernizowanego w KSEM sonaru pasywnego z długą, holowaną za rufą okrętu, anteną akustyczną. We wprowadzeniu opisano strukturę takiego sonaru oraz sposób pozyskiwania i charakter odbieranych sygnałów jako podstawę organizowania zobrazowań efektów nasłuchu. Dalej opisano inne czynniki wpływające na organizację obrazów na monitorach sonaru tzn. zadania operatorów, organizację i sposób ekspozycji wprowadzanych nastaw, ekspozycję wskazań dodatkowych czujników sonaru, współpracę z innymi systemami okrętowymi, funkcje treningu operatorów i aspekty ergonomiczne. Pokazano przykłady zobrazowań.