На основе океанологических данных о морской среде и условиях наблюдения, а также о параметрах и состоянии сенсорных элементов производится подбор парциальных оптимальных апертурных распределений, пороговых значений, а также решающих статистик с помощью физико-математической модели. Таким образом, адаптивное наблюдение осуществляется путем выполнения последовательности следующих основных операций:
1. Первичное обнаружение объекта подсистемой пассивных элементов и передача результатов в центр управления ИСППН.
2. Генерация и проверка гипотез относительно пространственно-частотных апертурных распределений излучающих и приемных элементов подсистемы активного наблюдения, соответствующих проверяемым гипотезам относительно текущих значений параметров наблюдаемого объекта( полезного сигнала) и помех.
3. Выбор оптимальных траекторий перебора гипотез на основе заданных критериев получения устойчивой( робастной) оценки значений параметров наблюдаемого объекта.
4. Формирование интегрального решения относительно значений координат и скорости перемещения объекта наблюдения, для которых решающая статистика удовлетворяет заданным критериям( собственно оценивание параметров объекта).
Схема организации и алгоритмы управления системами
Пример схемы организации интегрированной сетевой системы подводного наблюдения
Структурная схема сквозного алгоритма работы интегрированной сетевой системы подводного наблюдения приведена на рисунке 2. В целом схема включает три основных части:
• совокупность парциальных сенсорных модулей( СМ), которая объединяет отмеченные выше подсистемы пассивного и активного наблюдения,
• алгоритмическую часть( АЧ),
• подсистему внешнего управления( ВУ).
Обнаружение объекта реализуется подсистемой разнородных пассивных сенсоров, значимую часть которых составляют гидроакустические средства( блок IX). Далее осуществляется излучение и прием зондирующих сигналов ближайшими элементами активной подсистемы. При этом вся совокупность парциальных сенсорных модулей работает адаптивно с использованием оперативных данных относительно условий наблюдения и включает в себя: набор парциальных подсистем I, каждая из которых состоит из излучающих( И) и приемных( П) элементов, подсистемы VIII контроля гидрологии( Г), конфигурации решеток( Р), параметров ветра и шумов( В).
Совместная обработка данных осуществляется алгоритмической частью( АЧ), состоящей из блока II принятия решений, в который входят блоки: формирования критериев( С), накопления частных результатов наблюдения( Σ), принятия решения( РУ) и формирования результатов наблюдения( РН). Формирование траектории поиска( ТП) осуществляется блоком III с использованием банка моделей( М). Блок IV выполняет многократное повторение генерации гипотез при поиске решения, в частности, включающее при необходимости и дополнительное возбуждение зондирующих сигналов в отдельных модулях активной подсистемы. Блок V выполняет визуализацию( В), интерпретацию результатов наблюдения и усвоение сигналов внешнего управления экспертом( Э), формируемых в подсистеме управления моделью наблюдения( УС), что позволяет осуществить операцию адаптации моделей( АМ).
Кроме блока сенсорных устройств алгоритмическая часть может иметь дополнительный канал поступления информации о состоянии системы в виде блока VII автоматизированного управления. Этот блок, в свою очередь, включает блоки контроля работы алгоритмов( КИ), контроля условий наблюдения( УН), контроля тактической ситуации или сценария наблюдения( блок ТС). Подсистема внешнего управления( блок X) состоит из блока контроля тактической ситуации( КС) и информационно-аналитической базы( ИАБ). Поскольку ИССПН функционирует в автономном режиме, задействована специальная система датчиков( блок XI) контроля состояния элементов системы и источников питания( Э).
Эффективность интегрированной сетевой системы подводного наблюдения исследовалась с помощью имитационной компьютерной модели в составе геоинформационной базы океанологических данных, моделей формирования сигналов и помех на входе приемных элементов и алгоритмов обработки данных и принятия решения [ 7, 9 ]. Модель реализована в виде программно-алгоритмического комплекса с интерфейсом для интерактивного управления. Результаты вычислений представляются в ней в виде распределений вероятностей обнаружения объекта при заданных вероятностях
No. 2( 10) / 2016, Морские информационно-управляющие системы 37