Подводные аппараты-планеры являются первыми компонентами сети наблюдения, которые должны быть выпущены с носителя. Именно они обеспечивают основу связи и выборки данных о среде. Эти мобильные узлы системы должны автономно произвести измерения распределения скорости звука в морской среде, осуществить контроль акустических характеристик( условий распространения для сигналов акустической связи, уровней окружающего акустического шума в различных частотных полосах, пространственной изменчивости этих характеристик) и океанических течений. После необходимых измерений мобильные узлы передают результаты этих измерений на управляющий корабль по акустическому каналу связи или по радио и, таким образом, подтверждают приемлемость формирования наблюдательной сети.
Компоненты, размещаемые на управляющем корабле или на берегу, состоят из перечисленных ниже процессоров. Первые четыре из них обеспечивают установочные рекомендации для узлов системы в море, то есть для пятого из упомянутых процессоров.
• Адаптация к условиям окружающей среды.
• Слежение за целью сетевой структурой узлов.
• Оптимальный поиск.
• Оптимальная передача данных( связь).
• Контроллер сети и поля наблюдения.
Первые четыре процессора воспринимают входную информацию, такую как изменение температуры и солености с глубиной, результаты моделирования окружающей среды и информацию о контакте с целью. Эти же процессоры отслеживают такую информацию, как эффективность узлов акустической связи с узлами автономного поля средств наблюдения. Далее генерируются рекомендации контроллеру сети и сенсорного поля по субоптимальному перемещению мобильных платформ. Пятый процессор осуществляет выбор из поступивших на нее рекомендаций.
Процедура адаптации сети наблюдения состоит из ряда этапов( рис. 5).
Этап « 0 » требует оценки и предсказания полей океанологических характеристик и формирует « прикидку » размещения позиционных и мобильных компонент. По мере того как мобильными узлами сети производятся измерения окружающего шума и оцениваются свойства дна, в отношении океанологических характеристик образуется обратная связь. Оценки океанологических характеристик объединяются с описанием сигнала. На основе этой информации осуществляется управление узлами сети, с тем чтобы выполнить этап « 1 » – « адаптивный поиск ». После обнаружения цели цепь обратной связи продолжает генерировать дополнительные команды управления на локальном уровне и на уровне всего сенсорного поля для улучшения решения задач обнаружения, классификации и локализации цели – этап « 2 ». Замкнувшись на цель, один или несколько мобильных узлов могут оптимально сфокусироваться на этой цели – этап « 3 »(« адаптивная фокусировка »).
Ключевые вопросы, относящиеся к стадиям « 0 » и « 1 », проиллюстрированы рисунком 6. Наведение мобильных элементов на цель, достижение того, чтобы цель передавалась на контакт другим ячейкам, отнесено к важным принципам создания системы.
Важно отметить, что адаптация к условиям окружающей среды означает адаптацию к пространственно-временным изменениям структуры акустического поля, что позволяет применять тактику выбора наилучших условий для подводного наблюдения и акустической связи. Адаптация к тактической обстановке также способствует улучшению обнаружения, классификации и локализации целей.
Было установлено, что самое большое напряжение системы сетевой связи в распределенных системах проистекает вследствие реакции сети на поток ложных тревог. Улучшение адаптивных свойств поля наблюдения по отношению к условиям окружающей среды и тактическим ситуациям способствует повышению отношения сигнал / шум и уменьшению скорости потока ложных тревог. Улучшение способности автономных узлов сети решать задачи обнаружения, классификации и локализации целей ослабляет требования к связи, что, в свою очередь, способствует общему улучшению систем подводного наблюдения.
78 Морские информационно-управляющие системы, 2016 / No. 2( 10)