Holographic methods of hydroacoustic signals processing (review)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The current state of the problem of applying holographic interferometry in hydroacoustics is presented. The discussion of holographic signal processing is focused on solving the problem of monitoring the underwater environment, ensuring the detection, resolution, and localization of underwater noise sources under conditions of low signal-to-noise ratio and spatial-temporal disturbances in the oceanic environment. The localization of the sound source is understood as determining the bearing, radial velocity, range, and depth. Single vector-scalar receivers and linear antenna arrays are considered as receiving modules. The results of theoretical studies, numerical modeling, and field experiments are provided, allowing for the assessment of the effectiveness of holographic processing under realistic conditions.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. М. Kuz’kin

General Physics Institute of RAS

Author for correspondence.
Email: kumiov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

S. А. Pereselkov

Voronezh State University

Email: pereselkov@yandex.ru
Russian Federation, Universitetskaya sq. 1, Voronezh, 394006

References

  1. Jackson D.R., Ewart T.E. The effect of internal waves on matched-field processing // J. Acoust. Soc. Am. 1994. V. 96. № 5. P. 2945-2955.
  2. Baggeroer A.B., Kuperman W.A., Schmidt H. Matched field processing: Source localization in correlated noise as an optimum parameter estimation problem // J. Acoust. Soc. Am. 1998. V. 83. № 2. P. 571-587.
  3. Dosso S.E., Nielsen P.L., Wilmut M.J. Data error covariance in matched-field geoacoustic inversion // J. Acoust. Soc. Am. 2006. V. 119. № 1. P. 208-219.
  4. Baggeroer A.B. Why did applications of MFP fail, or did we not understand how to apply MFP? // Proc. 1st Int. Conf. and Exhibition. Underwater Acoustics / Eds. Papadakis J.S., Bjorno L. Corfu Island, Greece, 2013. P. 41–49.
  5. Малышкин Г.С., Сидельников Г.Б. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов (Обзор) // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 5. С. 526-545.
  6. Сазонтов А.Г., Малеханов А.И. Согласованная пространственная обработка сигналов в подводных звуковых каналах (Обзор) // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 2. С. 233-253.
  7. Сазонтов А.Г. Локализация источника в переменном по трассе волноводе в условиях неполной информации о пространственной изменчивости среды распространения // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 689−696.
  8. Малеханов А.И., Смирнов И.П. Пространственная обработка акустических сигналов в каналах мелкого моря в условиях априорной неопределенности: оценки потерь эффективности // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 4. С. 427−439.
  9. Малеханов А.И., Смирнов А.В. Влияние априорной неопределенности модели звукового канала мелкого моря на коэффициент усиления вертикальной антенной решетки // Акуст. журн. 2023. Т. 69. № 5. С. 542−558.
  10. Weston D., Stevens K. Interference of wide-band sound in shallow water // J. Sound Vibr. 1972. V. 21. № 1. P. 57–64.
  11. Чупров С.Д. Интерференционная структура звукового поля в слоистом океане / Акустика океана. Современное состояние. М.: Наука, 1982. С. 71−82.
  12. Орлов Е.Ф. Метод обобщенных голограмм в акустических исследованиях океана // Тр. 10-й Всесоюзной школы-семинара по статистической гидроакустике. Сухуми. Новосибирск: Ин-т математики СО АН СССР, 1980. С. 102.
  13. Орлов Е.Ф. Интерференционная структура широкополосного звука в океане / Проблемы акустики океана. М.: Наука, 1984. С. 85−93.
  14. Грачев Г.А. К теории инвариантов акустического поля в слоистых волноводах // Акуст. журн. 1993. Т. 39. № 1. С. 67-71.
  15. Интерференция широкополосного звука в океане. Сб. науч. тр. Отв. ред. Зверев В.А., Орлов Е.Ф. Горький: Изд. ИПФ АН СССР, 1984. 213 с.
  16. Орлов Е.Ф., Фокин В.Н., Шаронов Г.А. Исследование параметров интерференционной модуляции широкополосного звука в глубоком океане // Акуст. журн. 1988. Т. 34. № 5. С. 902–907.
  17. Лазарев В.А., Орлов Е.Ф., Фокин В.Н., Шаронов Г.А. Частотная зависимость параметров интерференционной модуляции широкополосного звука в мелком море // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 4. С. 685–688.
  18. Орлов Е.Ф., Шаронов Г.А. Интерференция звуковых волн в океане. Владивосток: Дальнаука, 1998. 195 с.
  19. Зверев В.А. Принцип акустического обращения волн и голография // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 6. С. 792-801.
  20. Зверев В.А. Обращение волнового фронта для снижения влияния многолучевости на результат активной локации // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 6. С. 814-819.
  21. Зверев В.А. Получение изображений акустической антенной через слой неоднородностей // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 1. С. 62-67.
  22. Зверев В.А. О корреляционном шуме при обращении волнового фронта в акустике // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 5. С. 614-618.
  23. Зверев В.А. Формирование изображений акустических источников в мелком море. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2019. 112 c.
  24. D’Spain G.L., Kuperman W.A. Application of waveguide invariants to analysis of spectrograms from shallow water environments that vary in range and azimuth // J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 106. № 5. P. 2454-2468.
  25. Hodgkiss W., Song H., Kuperman W., Akal T., Ferla C., Jackson D. A long-range and variable focus phase-conjugation experiment in shallow water // J. Acoust. Soc. Am. 1999. V. 105. № 3 P. 1597-1604.
  26. Yang T.C. Motion compensation for adaptive horizontal line array processing // J. Acoust. Soc. Am. 2003. V. 113. № 1. P. 245-260.
  27. Thode A.M. Source ranging with minimal environmental information using a virtual receiver and waveguide invariant theory // J. Acoust. Soc. Am. 2000. V. 108. № 4. P. 1582-1594.
  28. Cockrell K.L., Schmidt H. Robust passive range estimation using the waveguide invariant // J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 127. № 5. P. 2780-2789.
  29. Xiao-Le G., Kun-De Y., Yuan-Liang M., Qiu-Long Y. A source range and depth estimation method based on modal dedispersion transform // Acta Phys. Sin. 2016. V. 65. № 21. P. 214302.
  30. Song H.C., Byun G. Extrapolating Green’s functions using the waveguide invariant theory // J. Acoust. Soc. Am. 2020. V. 147. № 4. P. 2150–2158.
  31. Byun G., Song H.C. Adaptive array invariant // J. Acoust. Soc. Am. 2020. V. 148. № 2. P. 925–933.
  32. Song H.C., Byun G. An overview of array invariant for source-range estimation in shallow water // J. Acoust. Soc. Am. 2022. V. 151. № 4. P. 2336–2352.
  33. Li P., Wu Y., Ma Y., Cao C., Leng H., Zhou A., Song J. Prefiltered striation-based beam forming for range estimation of multiple sources // J. Mar. Sci. Eng. 2023. V. 11. № 8. P. 1550.
  34. Ocean acoustic interference phenomena and signal processing (San Francisco, CA, May 1–3, 2001; AIP Conf. Proc.), Ed. by Kuperman W.A. and D'Spain G.L. N.Y.: Melville, 2002.
  35. Heaney K.D. Rapid geoacoustic characterization using a surface ship of opportunity // IEEE J. Oceanic Energ. 2004. V. 29. № 1. P. 88-99.
  36. Duan R., Yang K., Li H., Yang Q., Wu F., Ma Y. A performance study of acoustic interference structure applications on source depth estimation in deep water // J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 145. № 2. P. 903–916.
  37. Li X., Sun C. Source depth discrimination using intensity striations in the frequency–depth plane in shallow water with a thermocline // Remote Sens. 2024. Vol. 16. P. 639.
  38. Harrison C.H. The relation between the waveguide invariant, multipath impulse response, and ray cycles // J. Acoust. Soc. Am. 2011. V. 129. № 5. P. 2863-2877.
  39. Pang J., Gao B. Application of a randomized algorithm for extracting a shallow low-rank structure in low-frequency reverberation // Remote Sens. 2023. V. 15. P. 3648.
  40. Li P., Wu Y., Guo W., Cao C., Ma Y., Li L., Leng H., Zhou A., Song J. Striation-based beam forming with two-dimensional filtering for suppressing tonal interference // J. Mar. Sci. Eng. 2023. V. 11. № 11. P. 2117.
  41. Кузькин В.М., Переселков С.А. Интерферометрическая диагностика гидродинамических возмущений мелкого моря. М.: ЛЕНАНД, 2019. 200 с.
  42. Гордиенко В.А. Векторно-фазовые методы в акустике. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 480 с.
  43. Nehorai A., Paldi E. Acoustic vector sensor array processing // J. IEEE Transactions on Signal Processing. 1994. V. 42. № 9. P. 2481–2491.
  44. Смарышев М.Д. О помехоустойчивости гидроакустического комбинированного приемника // Акуст. журн. 2005. Т. 51. № 4. С. 558–559.
  45. D’Spain G.L., Luby J.C., Wilson G.R., Gramann R.A. Vector sensors and vector sensor line arrays: Comments on optimal array gain and detection // J. Acoust. Soc. Am. 2006. V. 120. № 1. C. 171-185.
  46. Гордиенко В.А., Гордиенко Е.Л., Краснописцев Н.А., Некрасов В.Н. Помехоустойчивость гидроакустических приемных систем, регистрирующих поток акустической мощности // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 5. С. 774-785.
  47. Глебова Г.М., Кузнецов Г.Н., Шимко О.Е. Векторно-скалярные шумовые поля, образованные взволнованной морской поверхностью // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 4. С. 508-519.
  48. Селезнев И.А., Глебова Г.М., Жбанков Г.А., Мальцев А.М., Харахашьян А.М. Вероятностные характеристики обнаружения сигналов одиночным скалярно-векторным модулем // Подводные исследования и робототехника. 2016. № 2 (22). С. 44-49.
  49. Белов А.И., Кузнецов Г.Н. Оценка акустических характеристик поверхностных слоев морского дна с использованием четырехкомпонентных векторно-скалярных приемников // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 2. С. 194−202.
  50. Cao J., Liu J., Wang, J., Lai X. Acoustic vector sensor: Reviews and future perspectives // IET Signal Process. 2017. V. 11. P. 1–9.
  51. Shi J., Dosso S.E., Sun D., Liu Q. Geoacoustic inversion of the acoustic-pressure vertical phase gradient from a single vector sensor // J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 146. № 5. P. 3159–3173.
  52. Wang W., Li X., Zhang K., Shi J., Shi W., Ali W. Robust direction finding via acoustic vector sensor array with axial deviation under non-uniform noise // J. Mar. Sci. Eng. 2022. V. 10. № 9. P. 1196.
  53. Bozzi F.A., Jesus S.M. Vector sensor steering-dependent performance in an underwater acoustic communication field experiment // Sensors. 2022. V. 22. P. 8332.
  54. Chen Y., Zhang G., Wang R., Rong H., Yang B. Acoustic vector sensor multi-source detection based on multimodal fusion // Sensors. 2023. V. 23. P. 1301.
  55. Rashid R., Zhang E., Abdi A. Underwater acoustic signal acquisition and sensing using a ring vector sensor communication receiver: theory and experiments // Sensors. 2023. V. 23. P. 6917.
  56. Zhang Q., Da L., Wang C., Yuan M., Zhang Y., Zhuo J. Passive ranging of a moving target in the direct-arrival zone in deep sea using a single vector hydrophone // J. Acoust. Soc. Am. 2023. V. 154. № 4. P. 2426–2439.
  57. Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Спектрограмма и локализация источника звука в мелком море // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 4. С. 406-418.
  58. Kuznetsov G.N., Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Kaznacheev I.V. Noise source localization shallow water // Phys. Wave Phenom. 2017. V. 25. № 2. P. 156-163.
  59. Kuznetsov G.N., Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Kaznacheev I.V., Grigor’ev V.A. Interferometric method for estimating the velocity of a noise sound source and the distance to it in shallow water using a vector-scalar receiver // Phys. Wave Phenom. 2017. V. 25. № 4. P. 299-306.
  60. Казначеев И.В., Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерферометрический метод обнаружения движущегося источника звука векторно-скалярным приемником // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 1. С. 33-45.
  61. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Kuznetsov G.N., Kaznacheev I.A. Interferometric direction finding by a vector-scalar receiver // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. № 1. P. 63-73.
  62. Kuznetsov G.N., Kuz’kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu. Direction finding of a noise sound source // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. № 3. P. 237−241.
  63. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Хворостов Ю.А. Голографический метод локализации шумового подводного источника в мелководной акватории // Докл. РАН. Физика, техн. науки. 2024. Т. 515. № 2. С. 80-84.
  64. Glushchenko M.Yu., Kuz’kin V.M., Matvienko Yu.V., Pereselkov S.A., Khvorostov Yu.A., Tkachenko S.A. Holographic method for localizing an underwater noise source in a shallow sea // Acoust. Phys. 2024. V. 70. № 3. P. 494-502.
  65. Беседина Т.Н., Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Определение глубины источника звука в мелком море на фоне интенсивного шума // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 6. С. 718-728.
  66. Kuznetsov G.N., Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu. Wave method for estimating the sound source depth in a oceanic waveguide // Phys. Wave Phenom. 2016. V. 24. No. 4. P. 310-316.
  67. Казначеева Е.С., Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Хворостов Ю.А. Оценка дальности обнаружения малогабаритного подводного аппарата по его шумовому полю // Подводные исследования и робототехника. 2021. № 4 (38). С. 88-93.
  68. Хворостов Ю.А., Матвиенко Ю.В. Характеристики собственного шумоизлучения малогабаритного АНПА // Подводные исследования и робототехника. 2019. № 4 (30). С. 58−63.
  69. Хворостов Ю.А., Матвиенко Ю.В., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А. Спектральные характеристики шумового поля малогабаритного автономного необитаемого подводного аппарата в дальней зоне // Подводные исследования и робототехника. 2022. № 4 (42). С. 84−88.
  70. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Tkachenko S.A., Matvienko Yu.V., Khvorostov Yu.A. Range of detection of underwater sound sourse // Phys. Wave Phenom. 2023. V. 31. № 5. P. 339-345.
  71. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Рыбянец П.В., Ткаченко С.А. Предельная дальность обнаружения подводного шумового источника с применением голографической обработки // РЭНСИТ. 2024. Т. 16. № 1. С. 129−136.
  72. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Рыбянец П.В. О возможности оценки предельной дальности обнаружения подводных глайдеров // Подводные исследования и робототехника. 2024. № 2 (48). С. 68−75.
  73. Ehrhardt M., Pereselkov S., Kuz’kin V., Kaznacheev I., Rybyaners P. Experimental observation and theoretical analysis of the low-frequency source interferogram and hologram in shallow water // Sound and Vibration. 2023. V. 544. P. 117388.
  74. Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Кузнецов Г.Н., Просовецкий Д.Ю., Ткаченко С.А. Интерференционный метод оценки координат движущегося шумового источника в мелком море с использованием высокочастотных сигналов // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 4. С. 437-445.
  75. Матвиенко Ю.В., Хворостов Ю.А., Каморный А.В., Глущенко М.Ю., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Экспериментальные исследования системы обнаружения малошумных подводных целей в мелководных акваториях // Подводные исследования и робототехника. 2022. № 3 (41). С. 4−14.
  76. Pereselkov S., Kuz’kin V., Ehrhardt M., Matvienko Yu., Tkachenko S., Rybyanets P. The formation of 2D holograms of a noise source and bearing estimation by a vector scalar receiver in the high-frequency band // J. Mar. Sci. Eng. 2024. V. 12. P. 704.
  77. Kaznacheeva E.S., Kuznetsov G.N., Kuz’kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A. Measurement capability of the interferometric method of sound source localization in the absence of data on the waveguide transfer function // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. № 1. P. 73-78.
  78. Kaznacheeva E.S., Kuz’kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Tkachenko S.A. Adaptive algorithms for interferometric processing // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. № 3. P. 267−273.
  79. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Рыбянец П.В., Ткаченко С.А. Адаптивный алгоритм локализации шумовых подводных источников в мелководных акваториях // РЭНСИТ. 2024. Т. 16. № 4. С. 525−536.
  80. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Rybyanets P.V., Tkachenko S.A. Adaptive method for holographic processing of broadband hydroacoustic signals // Phys. Wave Phenom. 2024. V. 32. № 5. P. 382-391.
  81. Kuz’kin V.M., Kuznetsov G.N., Pereselkov S.A., Grigor’ev V.A. Resolving power of the interferometric method of source localization // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. № 2. P. 150-159.
  82. Кузькин В.М., Переселков С.А., Грачев В.И., Рыбянец П.В., Ткаченко С.А. Разрешение шумовых сигналов при наличии случайных неоднородностей океанической среды // РЭНСИТ. 2024. Т. 16. № 3. С. 395−406.
  83. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Rybyanets P.V., Tkachenko S.A. Resolution of hydroacoustic noise signals under conditions of spatial-temporal variability of ocean environment // Phys. Wave Phenom. 2024. V. 32. № 4. P. 290-299.
  84. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Матвиенко Ю.В., Ткаченко С.А. Обнаружение источника в диспергирующих средах // РЭНСИТ. 2019. Т. 11. № 3. С. 337-344.
  85. Kuz’kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Matvienko Yu.V., Tkachenko S.A. Noise-source detection in an oceanic waveguide using interferometric processing // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. № 1. P. 68−74.
  86. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Zvyagin V.G., Malykhin A.Yu., Prosovetskiy D.Yu. Intense internal waves and their manifestation in interference patterns of received signals on oceanic shelf // Phys. Wave Phenom. 2018. V. 26. № 2. P. 160-167.
  87. Badiey M., Kuz’kin V.M., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A., Prosovetskiy D.Yu., Tkachenko S.A. Intense internal waves and their manifestation in the interference patterns of received signals on oceanic shelf. Part II // Phys. Wave Phenom. 2019. V. 27. № 4. P. 313−319.
  88. Бади М., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. Интерферометрия гидродинамики океанического шельфа, вызванной интенсивными внутренними волнами // Фундам. прикл. гидрофиз. 2020. Т. 13. № 1. С. 45−55.
  89. Kaznacheeva E.S., Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A. Interferometric processing of hydroacoustic information in the presence of intense internal waves // Phys. Wave Phenom. 2021. V. 29. № 3. P. 278−284.
  90. Кузькин В.М., Ляхов Г.А., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С. Передача информации через случайно-неоднородную океаническую среду // Фундам. прикл. гидроф. 2021. Т. 14. № 2. С. 54-64.
  91. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. Голографическая обработка движущихся источников в мелком море при наличии интенсивных внутренних волн // РЭНСИТ. 2022. Т. 14. № 2. С. 197-204.
  92. Pereselkov S.A., Kuz’kin V.M. Interferometric processing of hydroacoustic signals for the purpose of source localization // J. Acoust. Soc. Am. 2022. V. 151. № 2 P. 666−676.
  93. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Ладыкин Н.В., Куцов М.В. Голографический метод локализации движущегося источника звука в присутствии интенсивных внутренних волн // РЭНСИТ. 2023. Т. 15. № 3. С. 317−326.
  94. Kuz’kin V.M., Pereselkov C.A., Badiey M., Ladykin N.V., Malykhin A.Yu., Tkachenko S.A. Robustness of holographic processing of hydroacoustic signals in the presence of intense internal waves // Phys. Wave Phenom. 2023. V. 31. № 5. P. 346−354.
  95. Kuz’kin V.M., Matvienko Yu.V., Pereselkov S.A., Prosovetskii D.Yu., Kaznacheeva E.S. Mode selection in oceanic waveguides // Phys. Wave Phenom. 2022. V. 30. № 2. P. 111-118.
  96. Kuz’kin V.M., Matvienko Yu.V., Pereselkov S.A., Kaznacheeva E.S., Tkachenko S.A. Holographic method for mode selection in a shallow sea in the presence of intense internal waves // Phys. Wave Phenom. 2022. V. 30. № 5. P. 314-320.
  97. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. Выделение мод шумового источника в мелком море методом голографической интерферометрии в присутствии интенсивных внутренних волн // РЭНСИТ. 2022. Т. 14. № 3. С. 279-286.
  98. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А., Казначеев И.В. Интерферометрическая обработка акустической информации с использованием протяженных антенн в диспергирующих средах // РЭНСИТ. 2020, Т. 12. № 4. С. 483-494.
  99. Kaznacheev I.V., Kuz’kin V.M., Kutsov M.V., Lyakhov G.A., Pereselkov S.A. Interferometry in acoustic-data processing using extended antennas. Space–time analogy // Phys. Wave Phenom. 2020. V. 28. № 4. P. 326-332.
  100. Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А. Интерферометрическая обработка с использованием вертикальной линейной антенны // Вестн. ВГУ. Серия: Физика. Математика. 2020. № 2. С. 14-23.
  101. Kuz’kin V.M., Pereselkov S.A., Matvienko Yu.V., Tkachenko S.A. Detection of a noise signal in an oceanic waveguide using a vertical array // Phys. Wave Phenom. 2021. V. 29. № 4. P. 323−329.
  102. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Матвиенко Ю.В., Ткаченко С.А., Просовецкий Д.Ю. Обнаружение шумового сигнала в океаническом волноводе горизонтальной антенной // РЭНСИТ. 2022. Т. 14. № 1. С. 65−72.
  103. Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Матвиенко Ю.В., Грачев В.И., Ткаченко С.А., Стадная Н.П. Голографическая обработка гидроакустической информации с применением линейных антенн // РЭНСИТ. 2023. Т. 15. № 2. С. 169−178.
  104. Переселков С.А., Кузькин В.М. Голографическая обработка широкополосных гидроакустических сигналов. Воронеж: Издательский дои ВГУ, 2023. 183 с.
  105. Emmetiere R., Bonnel J., Gehant M., Cristol X., Chonavel T. Understanding deep-water striation patterns and predicting the waveguide invariant as a distribution depending on range and depth // J. Acoust. Soc. Am. 2018. V. 143. № 6. P. 3444-3454.
  106. Emmetiere R., Bonnel J., Cristol X., Gehant M., Chonavel T. Passive source depth discrimination in deep-water // IEEE J. Selected Topics in Signal Processing. 2019. V. 13. № 1. P. 185-197.
  107. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007. 370 с.
  108. Pereselkov S., Kuz'kin V., Ehrhardt M., Tkachenko S., Rybyanets P., Ladykin N. Use of interference patterns to control sound field focusing in shallow water // J. Mar. Sci. Eng. 2023. V. 11. P. 559.
  109. Белов А.И., Кузнецов Г.Н. Оценка акустических параметров модели дна в мелком море с использованием априорной геолого-геофизической информации и преобразования Вигнера // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 2. С. 190-195.
  110. Кузькин В.М., Луньков А.А., Пересёлков С.А. Корреляционный метод измерения частотных сдвигов максимумов звукового поля, вызванных возмущениями океанической среды // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 5. С. 655-661.
  111. Кузькин В.М., Оппенгейм В.Д., Пересёлков С.А. О чувствительности мониторинга, основанного на измерении частотных смещений интерференционной структуры звукового поля // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 2. С. 267-271.
  112. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983. 320 с.
  113. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Радио и связь, 1982. 624 с.
  114. Bonnel J., Gervaise C., Nicolas B., Mars J.I. Single-receiver geoacoustic inversion using modal reversal // J. Acoust. Soc. Am. 2012. V. 131. № 1. P. 119−128.
  115. Bonnel J., Caporale S., Thode A. Waveguide mode amplitude estimation using warping and phase compensation // J. Acoust. Soc. Am. 2017. V. 141. № 3. P. 2243−2255.
  116. Сергеев С.Н., Шуруп А.С., Годин О.А., Веденев А.И., Гончаров В.В., Муханов П.Ю. Заботин Н.А., Brown M.G. Выделение акустических мод во Флоридском проливе методом шумовой интерферометрии // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 1. С. 73-83.
  117. Brown M.G. Time-warping in underwater acoustic waveguides // J. Acoust. Soc. Am. 2020. V. 147. № 2. P. 898−910.
  118. Фершалов М.Ю., Петров П.С., Манульчев Д.С., Захаренко А.Д. Обобщение метода геоакустической инверсии по записи импульсного сигнала одиночным гидрофоном с учетом неоднородностей батиметрии // Подводные исследования и робототехника. 2021. № 1 (35). С. 51-59.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Normalized (a, d) - interferograms, (b, e) - hologram moduli and (c, f) - detection functions: (a, b, c) - q0 = 25.5 (14.1 dB); (d, e, f) - q0 = 3 × 10-3 (-25.2 dB) [57].

Download (248KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Normalized (a, d) - interferograms, (b, e) - hologram moduli and (c, f) - detection functions: (a, b, c) - in the absence of IVV, (d, e, f) - in the presence of IVV [79].

Download (202KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Normalized (a, d) - interferograms, (b, e) - holograms and (c, i) - detection functions. Distances: (a-c) - r = 6 km, (d-e) - r = 7 km [70].

Download (238KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Location scheme of the source S and VSP Q1,2 (top view).

Download (30KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of the probability of correct detection p1 on the input c/p ratio q0 for different values of the false alarm probability p2: (a) - J = 10; (b) - J = 20. Curve 1 - p2 = 10-1, curve 2 - p2 = 10-2, curve 3 - p2 = 10-3 [84].

Download (67KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Geometry of the problem (view in the horizontal plane): rb is the horizontal distance of the element Qb to the source S, ϑ is the angle of direction to the source.

Download (35KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Normalized (a, c) - interferograms and (b, d) - holograms: (a, b) - single element, (c, d) - horizontal antenna [99].

Download (155KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Normalized (a, c) - interferograms and (b, d) - holograms: (a, b) - single element, (c, d) - vertical antenna [100].

Download (153KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Dependence of the probability of correct detection p1 on the input c/p ratio q0 for different values of false alarm probabilities p2 and the number of antenna elements B.Curve 1 - p2 = 0.1, curve 2 - p2 = 0.01, curve 3 - p2 = 0.001. (a) - B = 3, (b) - B = 7, (c) - B = 11.Number of time intervals J = 12, concentration factor γ = 6 [101].

Download (102KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10.Dependence of the performance factor b on the input c/p ratio q0 for different values of false alarm probabilities p2 and the number of antenna elements B. Curve 1 - p2 = 0.1, curve 2 - p2 = 0.01, curve 3 - p2 = 0.001. (a) - B = 3, (b) - B = 7, (c) - B = 11 [101].

Download (95KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. (a, b) - Modulus of the real part of the spectrogram and (c) - hologram [95].

Download (118KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».