n = N а n = N б
n = 2 |
|
|
|
|
n = 1 |
n = 4 |
n = 5 |
n = 1 |
n = 2 |
Рис. 1. Варианты схем расположения пассивных совместно работающих элементов в сенсорных сетях, реализующих барьер: а – схема из элементов с непересекающимися областями чувствительности, б – схема с объединенной общей зоной чувствительности
Барьерная организация системы является частным случаем пространственно-развитой сетевой организации систем. Постановка барьера может быть осуществлена скрытно, что важно для обеспечения устойчивости системы к преднамеренным повреждениям. Отсутствие кабеля повышает устойчивость к повреждениям, однако сенсорные элементы в составе системы должны иметь достаточно сложную структуру, включающую блоки позиционирования, синхронизации, предобработки, принятия решения и связи. Проблемой для таких сенсорных элементов остается обеспечение долговременного электропитания, но в последнее время уже найдены продвинутые решения.
Для оптимального расположения элементов пассивной подсистемы имеет значение радиус реагирования сенсоров на цель и расстояния между отдельными сенсорами. Радиус реагирования отдельного пассивного гидроакустического сенсора может быть незначительным – порядка 1 км. В схеме расположения элементов системы желательно, чтобы при пересечении барьера по любой траектории объект наблюдения был обнаружен несколькими пространственно разнесенными сенсорами, в том числе – не одновременно( в различные моменты времени). При выполнении такого условия улучшается качество обнаружения цели, и появляется возможность оценки параметров ее движения( рис. 1).
В случае, когда области чувствительности отдельных сенсоров пересекаются на уровне 0,4-0,5 вероятности правильного решения, накопление вероятностей позволяет реализовать область достоверного наблюдения в виде сплошной зоны. При этом область достоверного обнаружения возрастает по площади, а число необходимых сенсоров уменьшается. Условием такой оптимизации является усложнение обработки сигналов и необходимость связи, позиционирования и синхронизации работы отдельных входящих в систему сенсоров.
К числу рассматриваемых вариантов следует отнести использование сети развертываемых, не возобновляемых сенсоров; это частный, но важный в оперативном отношении вариант. Когда сенсоры располагаются достаточно плотно, объект может регистрироваться несколькими сенсорными элементами, в том числе и одновременно. В этом случае можно использовать подход объединенной некогерентной обработки сигналов в сенсорных сетях. Метод основан на измерении параметров сигналов( уровня, частотных и фазовых изменений) с расстоянием и во времени. Признаннозначимыми [ 15 ] информативными характеристиками сигналов в таких системах являются моменты времени:
• наступления превышения сигналом порогового уровня на различных сенсорах при входе объекта в зоны их действия;
• максимального сближения источника с сенсорами;
• когда сигнал становится ниже порогового уровня.
Для описания данных, получаемых от пространственно распределенных акустических сенсоров, используется модель детерминированного тренда с ошибкой [ 7 ]. Такая обработка позволяет эффективно и адаптивно оценивать параметры шумящего объекта( включая уровень самого шума), движущегося через зоны реагирования пространственно-распределенных приемных сенсоров.
No. 2( 10) / 2016, Морские информационно-управляющие системы 43