Способ обнаружения волны цунами

(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВО НАМИ(57) Изобретение относится к гидр может быть использовано для обн волн цунами. Целью изобретения повышение достоверности обна волны цунами, Способ реализуе мощью устройства, которое содер ратор 1, излучатель 2, прие генератор 4 опорного сигнала, ана ровые преобразователи 5 и 6, бл фильтрации, перемножитель 9, инв блок 11 преобразования Фурье, бл деления максимальных гармоник, тический блок 13, блок 14 синхро блок 15 отображения и блок 16 с ции, 1 ил,НЫ ЦУ(21) 4834607/22(56) Проблема цунами. Вопросы образования и распространения морских разрушительных волн от землетрясения и их оперативный прогноз. Наука, 1968, с.31.Крылович В.ИКрюков В.А. и Михальков В.В. Нестационарные частотно-фазовые методы и средства измерения гидродинамических и гидрофизических характеристик морской среды, Сб. тезисов докладов Всесоюзного совещания по техническим средствам изучения океанов и морей. ИОАН им. П,П.Ширшова, 1985, с.47 - 48,Од ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ографии и аружения является ружения тся с пожит генемник 3, лого-цифоки 7 и 8 ертор 10, ок 12 вы- арифменизации, игнализа 1801203В -которое может дости 50 значений В = 1 олее.На чертеже предстастройства, реализующпособ обнаружения волтво содержит1 - генератор;2 - излучатель;3 - приемник; влена блок-схема го предлагаемый ы цунами. УстройИзобретение относится к гидрографиии может быть использовано для обнаружения волны цунами,Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения волны цунами,Поставленная цель достигается за счеттого, что в известном способе, заключающемся в излучении и регистрации акустического сигнала, осуществляют спектральный 10анализ принятого сигнала и по соотношению амплитуд выделенных спектральныхкомпонент принимают решение об обнаружении волны цунами.При возникновении волны цунами в 15районе, где отсутствуют постоянные (илиболее длиннопериодные) течения, в спектреизлученного и затем принятого сигнала счастотой Р, уровень основной составляющей уменьшается и появляются дополнительные составляющие на частотах, кратныхчастоте цунами Рц, при этом если индексмодуляции лежит в диапазоне Мо 1,5 - 2,5,максимальной является первая составляющая,25При наличии в районе постоянных либоболее длиннопериодных по сравнению сволной цунами течений (например, приливно-отливных) с проекцией Чт скорости нанаправление источник - приемник до возникновения волны цунами в спектре принятого сигнала присутствует одна компонентаЧтна частоте Р = 10 (1 + - ) (обусловленнаяСэффектом Доплера) с амплитудой Рп и отноЯР+Рц)шение В = - , ц имеет малое значеЯ Рние(В 10).В этом случае при возникновении волны цунами в спектре принятого гидроакустического сигнала помимо основнойсоставляющей на частоте Р с амплитудойРпо(Мо) возникают боковые составляющиена частотах Г+ Гц, Г "-2 РЦ, с амплитудами Рп 1(Мо), Рп 2(Мо) и отно 45шение амплитуд принимает значение 4 - генератор опорного сигнала;5, 6 - аналого-цифровой преобразователь;7, 8 - блок фильтрации;9 - комплексный перемножитель;10 - инвертор;11 - блок преобразования Фурье;12 - блок выделения максимальных гармоник;13 - блок арифметический;14 - блок синхронизации;15 - блок отображения;16 - блок сигнализации,Работа устройства осуществляется следующим образом,Генератор 1 выдает электрический сигнал высокостабильной частоты 1 на излучатель 2, который преобразует электрическийсигнал в акустический. Приемник 3 принимает акустический сигнал и преобразует егов электрический, который с выхода приемника поступает на информационный входпервого аналого-цифрового преобразователя 5. Опорный генератор 4 осуществляетгенерацию электрического сигнала частоты1, который с выхода генератора 4 поступаетна информационный вход второго аналого-цифрового преобразователя б. На управляющие входы аналого-цифровыхпреобразователей 5 и 6, а также на первыеуправляющие входы блоков 7 и 8 фильтрации с первого выхода блока синхронизации14 поступают прямоугольные импульсы частотой 1121 (в соответствии с теоремойКотельникова). С выходов аналого-цифровых преобразователей 5 и б принятый иопорный сигналы в цифровом виде поступают на информационные входы соответственно первого 7 и второго 8 блоковфильтрации, в память коэффициентов которых занесены комплексные отсчеты импульсной характеристики узкополосногофильтра, настроенного на частоту Р. При 1 ==100 Гц частота дискретизации входных сигналов должна быть 11200 Гц, Частота дискретизации сигналов на выходе блоковфильтрации определяется полосой пропускания блоков фильтрации Р 122 Р (при Е =0,1 Гц 1 20,2 Гц). При этом импульснаяхарактеристика фильтров блоков фильтрации должна быть аппроксимирована не менее, чем Й = 1(Е = 200 Гц) 0,1 Гц = 2000отсчетами.Таким образом с второго выхода блокасинхронизации сигнал синхронизации частотой 12 поступает на вторые входы синхронизации блоков 7 и 8 фильтрации и на входсинхронизации блока 11 преобразованияФурье. По этому сигналу с выходных регистров первого и второго выходов первого бло1801203 35 40 50 Составитель Ю.БоковойТехред М.Моргентал Корректор Н.Гунько Редактор Заказ 1190 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 ка 7 фильтрации реальная и мнимая части отсчетов отфильтрованного принятого сигнала поступают на первый и второй входы комплексного перемножителя 9, на третий и четвертый входы которого поступают соответственно реальная часть и через инвертор 10 мнимая часть отсчетов отфильтрованного опорного сигнала.Посредством рассмотренной части схемы осуществляется перенос спектра принятого сигнала в низкочастотную область, прореживание отсчетов сигнала, позволяющее упростить остальную часть устройства и сделать инвариантной к частоте излучаемого сигнала.С выходов комплексного умножителя реальная и мнимая части гетеродинированного сигнала поступают на информационные входы блока 11 преобразования Фурье, В блоке преобразования Фурье й комплексных отсчетов гетеродинированого сигнала переводятся в й комплексных спектральных отсчетов. В память адресов блока преобразования Фурье занесены адреса памяти отсчетов, где содержатся спектральные отсчеты заданного диапазона частот ( - 10 - 10 )Гц, реальная и мнимая части которых по синхроимпульсам третьего выхода блока синхронизации поступают на информационные входы блока выделения максимальных гармоник. В блоке выделения максимальных гармоник выделяются два локальных максимума спектра с наибольшей амплитудой. Квадраты амплитуд этих максимумов выдаются на вход блока арифметического, где вычисляется их отношение, которое сравнивается с 5 порогом и подается на блок 15 отображения(например, самописец), Частичное обновление реализации гетеродинированного сигнала происходит при поступлении очередного отсчета с комплексного пере множителя 9, т.е. с частотой 1 р. При этомпроисходит обновление спектра на выходе блока 11 преобразования Фурье, возобновляется работа блока выделения максимальных гармоник и обновляется информация на 15 входах блоков отображения и сигнализации, Выход порогового устройства блока арифметического соединен с устройством 16 сигнализации (звуковой или световой),20 Формула изобретенияСпособ обнаружения волны цунами, заключающийся в излучении и приеме акустического сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверности об 25 наружения волны цунами, определяютспектр принятого сигнала с диапазоне частот от 1 = - 10 до=+10 Гц, где 1 - частота-2 -2излучаемого сигнала, выделяют две спектральные компоненты максимальной ампли 30 туды и при отношении амплитудвыделенных спектральных компонент от 0,5до 2,0 принимают решение об обнаруженииволны цунами,