• класс объекта, подлежащего наблюдению, и его акустические характеристики( вероятностное распределение глубин погружения, средняя шумность, средний бистатический эквивалентный радиус);
• технические характеристики автономных гидроакустических станций, автономных излучателей подсветки и гидроакустических ретрансляторов;
• минимально допустимая( пороговая) вероятность наблюдения объекта заданного класса в каждой точке контролируемого района( в 1‐м варианте оптимизации);
• количество автономных гидроакустических станций, автономных излучателей подсветки и гидроакустических ретрансляторов, которые могут быть установлены в назначенном районе( во 2‐м варианте оптимизации).
Поскольку дальность обнаружения объектов в режиме мультистатической гидролокации существенно больше, чем в режиме шумопеленгования, оптимизацию состава и позиционирования распределенной системы подводного наблюдения будем проводить только для режима МГЛ, а для режима ШП ограничимся расчетом эффективности функционирования системы в конфигурации, оптимизированной для режима МГЛ.
Алгоритм оптимизации для 1‐го варианта имеет следующий вид [ 8, 9 ]: 1. С использованием программы гидроакустических расчетов для заданных гидроакустических условий определяется вероятность обнаружения объекта заданного класса в режиме мультистатической гидролокации Р МГЛ( Н О, Н АИП, Н АГС, R АИП – О, R АИП – АГС, R О – АГС) в зависимости от глубины погружения объекта Н О, заглублений антенн автономных излучателей подсветки Н АИП и автономных гидроакустических станций Н АГС, а также от взаимного расположения АИП, АГС и объекта, описываемого тремя расстояниями – между АИП и объектом R АИП – О, между АИП и АГС R АИП – АГС и между объектом и АГС R О – АГС для случая, когда автономная гидроакустическая станция и объект находятся на одном пеленге относительно автономного излучателя подсветки( R О – АГС = R АИП – О – R АИП – АГС), причем R АИП – О > R АИП – АГС( рис. 1). Заметим, что под обнаружением объекта понимается сложное событие, состоящее из обнаружения сигнала( эхосигнала) объекта, его правильной классификации и определения координат и параметров движения с ошибками не более заданных.
2. Определяется дистанция обнаружения объекта( под которой понимается расстояние между излучателем и объектом) R ОБН( Н Ц, Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС) в зависимости от величин параметров R О, Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС. Это достигается путем решения относительно R АИП-О уравнения
Р МГЛ( Н О, Н АИП, Н АГС, R АИП-О, R АИП-АГС)= Р ПОР,( 1) где Р ПОР – пороговое значение вероятности обнаружения.
3. Определяются оптимальные значения параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС. Поскольку глубина объекта Н О на практике выбирается в интересах обеспечения его максимальной скрытности, оптимизацию параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС будем осуществлять путем решения игровой максиминной задачи:
где Н АИП / opt, Н АГС / opt, R АИП-АГС / opt – оптимальные значения параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС.
При расчетах массивы глубин объекта и заглублений антенн формируются в пределах технических и тактических ограничений, а массивы расстояний – в предварительно рассчитанных разумных пределах.
Смысл формулы( 2) заключается в следующем. Сначала для каждого значения глубины объекта Н О определяется набор параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС, обеспечивающих максимум дальности обнаружения объекта. А затем из всех полученных для разных глубин объекта наборов параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС выбирается тот, которому соответствует минимальное значение дальности обнаружения объекта. Значение этой минимальной дальности будем называть максимальной гарантированной дальностью обнаружения объекта R обн / max, соответствующий ей набор параметров Н АИП, Н АГС, R АИП-АГС – оптимальным набором параметров Н АИП / opt, Н АГС / opt, R АИП-АГС / opt, а глубину объекта, соответствующую гарантированной дальности обнаружения, – оптимальной глубиной объекта Н О / opt:
R обн / opt = R обн( Н О / opt, Н АИП / opt, Н АГС / opt, R АИП-АГС / opt).( 3)
4. Определяется оптимальное расстояние между соседними приемниками d АГС / opt( рис. 2), обеспечивающее обнаружение объекта в каждой точке между двумя прием‐
( 2)
R О – АГС
R АИП – АГС
Рис. 1. Расположение автономного излучателя подсветки, автономной гидроакустической станции и объекта при расчете оптимальных заглублений антенн и расстояния между автономным излучателем подсветки и автономной гидроакустической станцией
62 Морские информационно-управляющие системы, 2016 / No. 2( 10)