Способ получения гидролокационного изображения

(56) Заявка ВеликобЬЬ 1592276, кл, 6 01 ьнее"ов юро" Н,А.И ритании 3 15/02 81 КА фей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСУЧЕНИЯ ГИДРОЛО РАЖЕНИЯтносится к способам обционных иэображений, я является уменьшение кажений изображений динаты "Путевая дальлючается в,дискретизао-сигнала с измерением и по лучу, накоплении(54) СПОСОБ ПОЛ ЦИОННОГО ИЗОБ (57) Изобретение о работки гидролока Целью изобретени геометрических ис целей вдоль каор ность", Способ зак ции огибающей зх текущей дальност Изобретениеотносится к гидроакустике и вычислительной технике, в частности к способам .обработки гидролокационных изображений с помощью ЭВМ.Известен способ получения изображения исследуемой поверхности е помощью гидролокатора бокового обзора, Линейная разрешающая способность данного способа в аэимутальной плоскости по координате "Путевая дальность" ухудшается с увеличением расстояния до цели (дальности по лучу). Причиной этого является естественное расширение волнового фронта с увеличени" ем расстояния, а с другой - влияние на формируемое изображение последовательно просматриваемых участков исследуемой поверхности за счет их взаимного частичного перекрытия. Это приводит к существенным принятых сигналов за число циклов излучения - приема, равное числу перекрывающихся на максимальной дальности по лучу последовательно просматриваемых участков исследуемой поверхности, вычислении среднего значения яркости элемента локационного изображения из числа смежных элементов по, координате "Путевая дальность", равного количеству взаимных перекрытий на текущей дальности по лучу. Причем количество взаимных перекрытий прямо пропорционально текущей дальности по лучу и тангенсу ширины характеристики направленности антеннь и обратно пропорционально скорости движения антенны по координате "Путевая дальность" и периоду следования посылок гидролокэтора, а отображению подлежат сигналы заданного уровня. 6 ил. геометрическим искажениям - увеличениюразмеров целей по координате "Путеваядальность" в масштабе зхограммы по сравнению с реально существующими. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения гидролокационного изображения, использующий антенну с синтезированной апертурой, Этот способ позволяет.беэ увеличения размеров антенны повысить разрешающую способность гидролокатора в азимутальной плоскости путем дискретизации сигналов с точностью до фазы несущей частоты, их накопления в памяти в течение нескольких последовательных циклов излучения-приема и последующего коге рентного сложения. Полученное таким образом изображениерегистрируется в виде двумерной эхограммы.Однако указанный способ не устраняет полностью указанных недостатков, тэк как синтезированная характеристика направленности имеет конечную ширину и, следовательно, переменную вдоль дальности по лучу линейную разрешающую способность. Кроме того, он требует очень больших аппаратных затрат.Целью изобретения является уменьшение геометрических искажений изображения целей вдоль координаты "Путевая дальность".Поставленная цель достигается тем, что в способе получения гидролокационного изображения, заключающемся в дискретизации огибающей принимаемого эхо-сигнала с измерением текущей дальности по лучу, накоплении принятых сигналов за заданное число циклов излучения - приема и отображении накопленных сигналов, число циклов "Излучение-прием", за которое осуществляют накопление сигналов, выбирают равным числу перекрывающихся на максимальной дальности по лучу последовательно просматриваемых участков исследуемой поверхности, после накопления сигналов вычисляют среднее значение яркости элемента локационного изображения из числа смежных элементов по координате "Путевая дальность", равного количеству взаим-, ных перекрытий на текущей дальности по лучу, причем количество взаимных перекрытий прямо пропорционально текущей дальности по лучу и тангенсу ширины характеристики направленности антенны и обратно пропорционально скорости движения антенны по координате "Путевая дальность" и периоду следования посылок гидролокатора, а отображению подлежат сигналы заданного уровня.На фигЛ показана схема взаимного пересечения последовательно просматриваемых участков исследуемой поверхности при перемещении гидролокатора бокового обзора; на фиг.2 - диаграммы одной строки изображения в координатах: А-яркость; х, путевая дальность, содержащая отметку от одиночной цели; на фиг,З-диаграммы функции яркости по координате "Путевая дальность" для случая, когда количество взаимных перекрытий и "5, что справедливо для текущей дальности по лучу 286 м, периода посылок -1 с, скорости буксировки 1 м/с и ширины идеализированной характеристики направленности 1 град по нулевому уровнк; на фиг.4 - диаграммы функции яркости при отсутствии сигнала от цели и наличии шумового выброса; на фиг.5 сдиаграммы функции яркости по координате(четное); на фиг.6 - структурная схема устройства для реализаии способа.5 Нэ фиг,1 обозначены: б - координата"Дальность по лучу"; х - координата "Путевая дальность"; 1 - гидролокатор боковогообзора; 2 - участок исследуемой поверхности, просматриваемый за один цикл излуче 10 ния - приема; 3 - участок исследуемойповерхности, попадающий в несколько последовательных циклов обзора,На фиг,2 обозначены: 1, 1-Ч 11 - элементы строки; 1 - диаграмма строки изображе 15 ния, не содержащей геометрическихискажений цели вдоль координаты "Путеваядальность"; 2-диаграмма строки изображения, содержащей геометрические искажения цели; 3 - диаграмма той же строки20 изображения, обработанной по предлагаемому способу,Когда число взаимно пересекающихсяпоследовательно просматриваемых участков и = 3 (фиг,1) порядок обработки одной25 строки следующий: вычисляют среднюю яркость для и 3 (1, 11, 1), диаграмма 2 иприсваивают ее среднему элементуизвыбранных, формируя новую строку (нафиг,2, диаграмма 3). Со сдвигом на один30 выбирают следующие три элемента строки(1, Н 1, И), вычисляют среднее значение яркости и присваивают среднему элементу 11и т.д, В результате во вновь полученнойстроке размер цели в направлении "Путевая35 дальность" оказывается скорректированным (диаграмма 3).Нэ фиг,З сплошной линией изображеноповедение функции яркости при соотношении амплитуд цели и донной реверберации40 2:1 пунктирной линией - при соотношении4;1; Лхц - размер отметки по координате"Путевая дальность", которую должна давать единичная цель, т.е. предельно достижимая разрешающая способность; Ьхэ -45 размер реальной отметки от этой же целипри отсутствии обработки; Ьхо - размеротметки, полученный в результате обработки.На фиг.4 показано действие операции50 осреднения на единичные шумовые выбросы (помехи), Из диаграмм видно, что такогорода помехи в результате обработки в значительной степени подавляются, Если жепод помехой понимать постоянно присутст 55 вующий в каждом отсчете шумовой фон, тона его уровень операция осреднения не влияет,На фиг.5 показано, что если число и взаимно пересекающихся последовательнопросматриваемых участков четное, несколько изменится характер изображения, получаемого в результате обработки по предлагаемому способу. Вычисленное значение яркос 1 и присваивается двум соседним элементам в выборке из и элементов. Следующие п элементов строки выбираются со сдвигом на два элемента. В этом случае также будет происходить коррекция размера отметки от цели по координате "Путевая дальность", т.е. приближение его к истинному размеру цели в масштабе эхограммы, Однако размер отметки (Ьхо), полученный в результате обработки, будет вдвое превышать предельно достижимый порог разрешающей способности (Ьхц).Устройство для реализации предлагаемого способа содержит блок 1 излучения-приема гидролокатора, блок 2 дискретизации, в качестве которого может. использоваться аналого-цифровой преобразователь(АЦП), блок 3 синхронизации (синхрогенератор), блок 4 памяти, представляющий собой оперативное запоминающее устройство, блок 5 управления, представляющий собой управляющее арифметическое устройство (микро-ЭВМ), блок.6 вычисления корня и блок.7 регистрации.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Эхо-сигнал, отраженный от исследуемой поверхности, принятый приемно-излучающим трактом гидролокатора (блоком 1 излучения-приема), поступает в блок 2 дискретизации, где дискретизируется огибающая эхо-сигнала, при этом номер дискрета определяет текущую дальность по лучу. Переведенный в цифровую форму сигнал записывается в блок 4 памяти под управлением блока 5 так, что в памяти накапливается некоторое число строк, равное максимальному количеству взаимно пересекающихся просматриваемых последовательно участков исследуемой поверхности, Каждая строка соответствует одному циклу обзора. Ячейки памяти, имеющие одинаковый логический:адрес в каждой строке, хранят код яркости элемента изображения, соответствующего одной и той же дальности по лучу.По мере накопления информации происходит обработка информации; периодическое считывание блоком 5 кодов яркости5 элементов, соответствующих одной и тойже дальности по лучу, и вычисление ихпроизведения, которое передается в блок6, где табличным способом вычисляетсякорень (среднее геометрическое значение10 яркости элемента локационного изображения), степень которого равна количеству сомножителей, образовавших произведение.После обработки информации вычисленнаяяркость элемента локационного изображе 15 ния отображается в блоке 7 регистрации.Синхронизацию работы всей системы осуществляет блок 3 синхронизации,Формула изобретенияСпособ получения гидролокационного20 изображения, заключающийся в .дискретизации огибающей эхо-сигнала с измерением текущей дальности по лучу, накоплениипринятых сигналов за заданное число циклов излучения - приема и отображении на 25 копленных сигналов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения геометрических искажений изображения целей вдолькоординаты "Путевая дальность", число циклов излучения - приема, за которое осуще 30 ствляют накопление сигналов, выбираютравным числу перекрывающихся на максимальной дальности по лучу последовательно просматриваемых участков исследуемойповерхности, после накопления сигналов35 вычисляют среднее значение яокости элемент локационного изображения из числасмежных элементов по координате "Путевая дальность", равного количеству взаимных перекрытий на текущей дальности по40 лучу, причем количество взаимных перекрытий прямопропорционально текущейдальности по лучу и тангенсу ширины характеристики направленности антенны и обратно пропорционально скорости движения45 антенны по координате "Путевая дальность" и периоду следования посылок гидролокатора, а отображению подлежатсигналы заданного уровня, 17215601721560Составитель Ю, Секретаревактор А. Мотыль Техред М,Моргентал Корректор Н. Король 3 951 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10