• апертурных пространственно-частотных распределений излучающих и приемных сенсорных элементов;
• методов накопления сигналов;
• решающих правил и критериев;
• расположения и режимов работы роботизированных автономных устройств с сенсорным, связным( ретрансляционным) и навигационным оборудованием.
Речь идет о модели управления подсистемой зонального наблюдения в составе ИССПН, которая состоит из пространственно разнесенных, чаще всего вертикально ориентированных, решеток, излучающих и принимающих сложно-модулированные маломодовые импульсы либо импульсы в виде пространственно направленных пучков. Адаптивное управление работой в этом случае состоит в согласовании зондирующих импульсов со средой и осуществляется путем излучения и приема в гидроакустическом волноводе распространяющихся с малыми потерями высококогерентных волноводных компонент.
В процессе управления работой ИССПН выполняется автоматическая фокусировка каждого из ее элементов в заданную точку в пространстве параметров( гипотезу), в которой предполагается наличие наблюдаемого объекта. Для этого используется модель среды с текущими параметрами, формируемая с использованием данных подсистемы оперативной океанографии. Далее с помощью оптимально выбранных решающих статистик и критериев осуществляется проверка гипотезы при использовании суммарной вероятности наблюдения, получаемой при накоплении вероятностей каждой геометрической и волноводной проекции. Такие мультистатические подсистемы обеспечивают согласованную со средой фокусировку всех решеток в точку наблюдения. Это позволяет минимизировать число и излучаемую мощность элементов системы наблюдения. Принятие результирующих решений, а также управление всеми элементами ИССПН, осуществляется информационно связанными между собой мастер-элементами. Эти центры должны работать в автоматическом адаптивном режиме с использованием имитационной системы, включающей все модели и априорную информацию об условиях наблюдения. Работа ИССПН должна выполняться в автоматическом режиме, что подразумевает управление адаптивной подстройкой параметров моделей, характеристик излучаемых зондирующих сигналов, структуры решающих статистик, а также использование данных о наблюдаемых неоднородностях. Имитационная модель при поиске решения трансформирует постоянно обновляемые океанологические данные о среде и условиях наблюдения, а также о параметрах и состоянии сенсорных элементов в оптимальные апертурные распределения, пороговые значения и решающие статистики. Выполняются следующие операции:
• Генерируются гипотезы решения в виде адаптированных к волноводу пространственно-частотных апертурных распределений излучающих и приемных систем, соответствующих проверяемой гипотезе о значениях параметров наблюдаемого объекта и порогов, формируемых шумами и помехами.
• Выбираются оптимальные траектории перебора гипотез, а также критериев для получения устойчивой( робастной) оценки значений параметров наблюдаемого объекта.
• На последнем этапе принимается решение – оцениваются и определяются параметры объекта, например, его положение и скорость перемещения.
Объединение океанологических данных с акустическими параметрами для выполнения указанных операций осуществляется следующим образом. В соответствии с принципами построения ИССПН, обнаружение объекта наблюдения осуществляется барьерной подсистемой пассивных сенсоров, основную часть которых составляют гидроакустические приемные системы. Далее осуществляется излучение и прием сигналов гидроакустической подсистемой зонального целеуказания ИССПН, адаптивной по отношению к условиям наблюдения совокупностью парциальных сенсорных устройств. Они включают в себя: набор парциальных подсистем, каждая из которых состоит из излучающих и приемных элементов, набор подсистем контроля гидрологии, конфигурации решеток, параметров ветра и шумов, контроля энергоинформационного состояния элементов. Совместная обработка акустических данных осуществляется алгоритмической частью, состоящей из блока принятия решений, в который входят блоки решающих правил и критериев, блок накопления, блок принятия решения и блок формирования автоматически представляемых результатов наблюдения. Формирование траектории поиска решений и многократное повторение генерации гипотез, в частности, возбуждение дополнительных зондирующих импульсов, осуществляется с использованием моделей.
Кроме сенсорных устройств, система автоматического наблюдения может иметь еще канал поступления информации в виде блока автоматизированного управления, включающего элементы контроля алгоритмов, контроля условий наблюдения, контроля тактической ситуации или сценария наблюдения. Еще одним внешним устройством является подсистема управления моделью наблюдения. Она состоит из блока контроля тактической ситуации и информационно-аналитической базы. Результаты наблюдения поступают на вход исполнительного устройства.
С учетом требования автоматического режима работы алгоритм ИССПН может рассматриваться как нейроноподобный. Такая алгоритмическая система управления представляет собой совокупность: физических моделей формирования сигналов и помех, геоинформационной базы для описания сложной окружающей среды и условий наблюдения, а также подсистемы оптимизации траекторий
No. 1( 13) / 2018, Морские информационно-управляющие системы 53