тивного дистанционного зондирования, а сенсорное поле может содержать различные их сочетания. Из этих сочетаний отметим мультистатическую, пассивно-активную организацию акустических систем. Объединение сенсоров в систему осуществляется посредством сетевой связи. Для сенсоров, размещаемых под водой, в том числе на дне, эта связь является преимущественно акустической, хотя известны решения на основе использования оптических средств. Подводные наблюдательные акустические сети чаще всего организуются в виде совокупности кластеров при произвольной геометрии транзитных участков. При такой организации связь между кластерами осуществляется с использованием акустики, а между кластерами и пунктами сбора данных – с использованием радиоканала, в том числе через спутники или с помощью кабеля.
В настоящее время в рамках некоторых из упомянутых выше прикладных задач предпринимаются усилия, направленные на улучшение качества локального « наблюдателя ». Пространственно распределенный « наблюдатель » принципиально не претендует на получение высоких показателей наблюдения из каждой отдельной точки. Потенциал отдельного сенсора в сетевых системах может быть невелик. Расстояния между сенсорами в сетях тоже не обязательно увеличивать; они являются регулируемыми величинами и определяются решаемой задачей, характеристиками самой океанической среды и экономическими соображениями. Показателями качества распределенного наблюдателя является площадь( объем) области наблюдения и не достижимые локальным наблюдателем возможности измерения пространственных характеристик изучаемых объектов.
Составные функциональные элементы решения задачи создания подводных сетевых сенсорных систем могут быть представлены в следующем виде:
• Описание подлежащих наблюдению неоднородностей, текущая оценка и прогноз состояния окружающей среды;
• Формирование объединенной структуры распределенных сенсоров с учетом каналов сетевой связи и управления. Адаптивная выборка физических полей;
• Сбор данных от множества сенсоров. Переборные процедуры сетевого поиска;
• Обработка данных в каждом сенсоре и объединенная обработка данных от совокупности сенсоров;
• Оценка качества решения поставленной задачи.
Варианты и типовые элементы сетевых систем
Отметим, что существуют как общие для сетевых систем свойства, так и те свойства, которые определяют различия в их вариантах. Общие свойства: пространственное распределение и объединение распределенных элементов в единую конструкцию посредством сетевой связи и управления. Элементы распределенных систем включают ряд функциональных устройств, среди которых сенсоры, ретрансляторы, шлюзы и платформы с оборудованием для сбора данных и управления всей системой.
Сетевые системы подводного наблюдения различаются в зависимости от характерных свойств, которые могут присутствовать в тех или иных вариантах в разных сочетаниях. А именно:
• По топологии распределения элементов. Системы могут быть двухмерными( площадными) и трехмерными( объемными), редкими и плотными. Специфические виды геометрии системы: барьер и кластерный, групповой. Выделяется случай плотного барьера. Варианты распределенной по площади топологии сенсорных сетей и характера покрытия пространства показаны на рисунках 4 и 5. Рисунок 6 иллюстрирует качество покрытия пространства однородными и неоднородными системами.
• По физическим свойствам сенсоров. Сенсоры могут быть акустическими, неакустическими и комбинированными. Акустические сенсоры могут быть направленными и ненаправленными. Важными случаями направленных акустических сенсоров являются векторно-скалярные приемники. В сочетании с признаком по виду топологии сети могут быть гомогенными и гетерогенными, то есть состоящими из однородных или неоднородных по своим свойствам элементов.
• По режиму работы сенсорных элементов. Сенсоры могут быть активными, пассивными и активно-пассивными.
• По характеру размещения сенсоров. Они могут располагаться в водном слое в виде якорных позиционных средств и в виде дрейфующих приборов, на дне, на обитаемых корабельных платформах и в виде буксируемых ими средств, на необитаемых роботизированных аппаратах и в виде буксируемых ими средств. В последнем случае мы говорим о мобильных сенсорах.
• По организации физических каналов связи между сенсорами и управляющей платформой( акустика, радио, оптика, кабель). Вариант кабельно-автономной системы показан на рисунке 7.
• По схеме организации поисковых( обзорных) процедур в системе наблюдения с использованием программных и аппаратных средств( агентов).
Множество вариантов не исчерпывается теми различиями, которые охарактеризованы, но этот ряд различий дает представление о возможностях « строительного материала »
No. 2( 10) / 2016, Морские информационно-управляющие системы 23