Search
Search results for: HYDROACOUSTIC
-
3D visualisation and monitoring of marine pollutant aggregations in Web-based GIS
PublicationPrzedstawiony internetowy GIS służy do integracji, przetwarzania i wizualizacji pochodzących z wielu źródeł danych o różnych komponentach środowiska morskiego, w tym o zanieczyszczeniach. Jako przykład przedstawiono wyniki trójwymiarowego modelowania rozprzestrzeniania się wylewu olejowego w morzu.
-
Research and development on underwater acoustic systems at Polish Naval Academy and Gdansk University of Technology for the Polish Navy
PublicationWe wstępie artykułu wymieniono korzystne aspekty prawie pięćdziesięcioletniej współpracy obu Uczelni z polską Marynarką Wojenną. W dalszych częściach omówiono prace z dziedziny hydroakustyki wykonywane na rzecz Marynarki Wojennej w ciągu ostatnich dziesięciu lat. W Akademii MW w tym okresie były to głównie prace związane z pomiarami i analizami hydroakustycznych pól okrętów wraz z aplikacjami technicznymi tych analiz oraz aplikacje...
-
Experimental evaluation of high frequency side scan sonar as object search and identification tool
PublicationPraca prezentuje wyniki badań laboratoryjnych sonaru bocznego jako narzędzia dla pojazdu podwodnego, służącego do poszukiwań i identyfikacji obiektów leżących na dnie, w bliskich odległościach.
-
The analysis of the system towing rope with long underwater object
PublicationW artykule zawarta jest analiza zestawu złożonego z liny holującej i długiego obiektu podwodnego o małej sprężystości.Sformułowane zagadnienie brzegowe rozwiązywane jest iteracyjnie z zastosowaniem metody elementów skończonych. Z warunków brzegowych znany jest punkt zaczepienia liny holującej na okręcie oraz głębokość na jaką zanurza się koniec holowanego obiektu. Rozwiązanie tego zagadnienia doprowadziło do równań źle uwarunkowanych...
-
New methods of underwater ship noise classification
PublicationDetekcja, klasyfikacj, identyfikacja i rozpoznanie cech hałasu generowanego przez statki jest bardzo istotna z punku widzenia naukowego i obronnego. Włożono wiele wysiłku w rozwój technologii sonarów pasywnych, która umożliwia zastosowanie hałasów podwodnych do celów praktycznych. Przedstawiono wyniki badań, które ukazują możliwości wykorzystania sieci neuronowej do klasyfikacji źródeł generowanych przez układy mechaniczne, odpowiadających...
-
Time variable gain for long range sonar with chirp sounding signal
PublicationThe main purpose of applaying Time Variable Gain (TVG) in active sonars with digital signal processing is to reduce dynamic range of echo signal and adapt it to the dynamic range of the analogue to digital conversion. With high transmission losses level, the dynamic range of the input signal in long range sonars can be very high and even exceed 200dB. When chirp sounding signals with matched filtration are used, sonars can raech...
-
Seafloor relief reconstruction from side scan sonar data
PublicationSide scan sonar is one of the most widely used imaging systems in the underwater environment. It is relatively cheap and easy to deploy, in comparison with more powerful sensors. Although side scan sonar does not provide seafloor bathymetry directly, its records are directly related to seafloor images. In the paper, the method for 3D seafloor relief reconstruction from side scan sonar data is presented. The method is based on the...
-
On statistical linear inverse problems in fishery acoustic
Publication.
-
development of an open source software to transform acoustic data for classification of benthic habitat
Publication.
-
3D seafloor reconstruction using data from side scan and synthetic aperture sonar
PublicationSide scan and synthetic aperture sonars are widely used imaging systems in the underwater environment. They are relatively cheap and easy to deploy, in comparison with more powerful sensors, like multibeam echosounders. Although side scan and synthetic aperture sonars does not provide seafloor bathymetry directly, their records are finally related to seafloor images. Moreover, the analysis of such images performed by human eye...
-
A spice equivalent circuit for modeling the performance of dual frequency echo-sounder
PublicationThe paper presents novel network equivalent circuit of piezoceramic circular disc transducers that takes into account thickness and radial mode of vibrations. The starting point of the analysis is 4-port description of circular disc element representing the solution of wave equation set in radial and thickness directions. The approximate solution for harmonic case is represented in the form of 4x4 matrix, which is synthesised and...
-
Using phase of short-term Fourier transform for evaluation of spectrogram performance
PublicationThe concept of spectrogram performance evaluation which exploits information on phase of short-term Fourier transform (STFT) is presented. A spectrograph which is time-frequency analyzing tool, is compared to a filter bank that demultiplexes a signal. Local group delay (LGD) and channelized instantaneous frequency (CIF) is obtained for each filtered component signal. In presented solution the performance is evaluated using so-called...
-
Unusual streaming in chemically reacting gases
PublicationNonlinear stimulation of the vorticity mode caused by losses in the momentum of sound in the chemically reacting gas, is considered. The instantaneous dynamic equation which describes the nonlinear generation of the vorticity mode, is derived. It includes a quadratic nonlinear acoustic source. Both periodic and aperiodic sound may be considered as the origin of the vorticity flow. In the non-equilibrium regime of the chemical reaction,...
-
Efficiency of acoustic heating in the Maxwell fluid
PublicationThe nonlinear effects of sound in a fluid describing by the Maxwell model of the viscous stress tensor is the subject of investigation. Among other, viscoelastic biological media belong to this non-newtonian type of fluids. Generation of heating of the medium caused by nonlinear transfer of acoustic energy, is discussed in details. The governing equation of acoustic heating is derived by means of the special linear combination...
-
Modeling of the finite amplitude plane wave propagation in non-dissipative medium
PublicationPraca prezentuje wyniki analizy teoretycznej zagadnienia propagacji fali płaskiej o skończonej amplitudzie w ośrodku wodnym bez dyssypacji. Przedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Model matematyczny zbudowano w oparciu o jednowymiarowe równania mechaniki płynów. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Analizowano zmiany ciśnienia i zmiany widma. Badano zbieżność i dokładność...
-
Compression algorithms for multibeam sonar records
PublicationJednym z najczęściej używanych urządzeń służących do szeroko rozumianego telemonitoringu morskiego są sonary wielowiązkowe (ang. Multibeam systems MBS). Ich wysoka wydajność w tworzeniu informacji o obiektach znajdujących się pod wodą skutkuje w dużych ilościach danych pozyskiwanych podczas rejsów badawczych i pomiarowych. W tym kontekście, proces przechowywania i zarządzania takim magazynem danych staje się istotnym problemem...
-
Using multibeam echoes in seafloor characterisation and classification
PublicationThe method of seabed identification and classification from multibeam sonar echoes is presented. The proposed approach is based on calculation of a set of parameters of an echo envelope, similarly as in seafloor classification using single beam echosounder. These parameters are extracted for each consecutive beam allowing the estimation of their dependence on the seafloor incident angle. The relation between seabed type and calculated...
-
Acoustic signal processing in passive sonar system with towed array
PublicationW referacie opisano przetwarzanie sygnałów akustycznych w pasywnym systemie hydrolokacyjnym. W pojęciu ''przetwarzanie sygnałów akustycznych'' mieszczą się wszelkie operacje wykonywane na sygnałach analogowych tj. wzmacnianie, filtracja i próbkowanie, jak również operacje na sygnałach cyfrowych uzyskanych w procesie próbkowania. Do operacji cyfrowych wykonywanych w systemie zalicza się synchronizację, konwersję, sortowanie, wytwarzanie...
-
Selected results of the parametric sounding of the Gdansk Bay
PublicationW pracy przedstawiono metodykę i wyniki sondowania dna Zatoki Gdańskiej echosondą parametryczną.
-
Doppler effect in the CW FM sonar
PublicationWhen sonars are used for military purposes they have to ensure unobtrusive operation, a feature that can be potentially secured by 'silent sonar' or continuous wave frequency modulation sonars (CW FM sonars). The article presents how these sonars operate and identifies the relations between their parameters. The Doppler effect and its impact on the CW FM sonar are studied to identify how it affects the sonar's parameters. The results...
-
Transmission parameters of underwater communication channels
PublicationThe underwater environment is tough and demanding as a communication channel for ultrasonic signals. The channel transmission characteristics in marine and inland waters depend much on local bathymetry and changing weather conditions. The architecture and performance of a reliable underwater acoustic communication (UAC) system should allow real-time adaptation of its transmission parameters to a large variety of possible channel...
-
Numerical modeling of the nonlinear wave propagation in a bubble layer
PublicationRozważano zagadnienie propagacji fali wewnątrz warstwy z pęcherzykami. Omówiono model matematyczny, przedstawiono przykładowe wyniki badań teoretycznych. Analizowano zmiany ciśnienia wewnątrz warstwy, falę odbitą i bieżącą w ośrodku otaczającym, badano gęstość widmową mocy. Badania teoretyczne przeprowadzono dla różnych grubości warstwy, koncentracji pęcherzyków i wartości parametrów fali padającej.
-
Application of OFDM technique to underwater acoustic data transmission
PublicationPerformances of underwater acoustic communication (UAC) digital systems are strongly related to specific transmission properties of the underwater channel. Depending on the characteristics of the channel, an architecture and modulation techniques are usually implemented that are known as reliable solutions for data transmission in difficult radio channels. The OFDM technique seems to be the most promising nowadays. The parameters...
-
Action-reaction based synthesis of acoustic wavefield equations
PublicationThe analysis of acoustic fields is usually based on the well-known mathematics of second order partial differential equations called wave equations. The author explores the duality and symmetry of linear fluid mechanics and develops two distinct equations of acoustics on the basis of a causal approach to local small-scale phenomena. Wavefields that are solutions of these equations have different composition, the spherical pressure...
-
Silent Sonar with matched filtration
PublicationRadars with continuous wave frequency (CW FM sonars) are used in radiolocation as 'silent sonars'. They determine the distance to target by measuring the difference between the frequency of the sounding signal and echo signal. The article presents the principle of operation and parameters of silent CW FM sonars. Target distance determined by these sonars is based on the signal at the output of the matched filter. The Doppler effect...
-
Description of the hydrodynamic pressure field function around the ship hull
PublicationW artykule przedstawiono metodę aproksymacji pola hydrodynamicznego okrętu, wykorzystując pole obliczone metodą elementów skończonych. Punkty kontrolne umieszczono w środku paneli rozmieszczonych na kadłubie statku, na powierzchni dna morskiego oraz na powierzchni swobodnej; w p-ktach tych znajdują się osobliwości w postaci źródeł, upustów i/lub dipoli. Przedstawione wyniki obliczeń zostały uzyskane przy użyciu tych pierwszych...
-
Seafloor characterisation using multibeam data: sonar image properties, seabed surface properties and echo properties
PublicationIn the paper, the approach to seafloor characterisation is presented. The multibeam sonars, besides their well verified and widely used applications like high resolution bathymetry and underwater object detection and imaging, are also the promising tool in seafloor characterization and classification, having several advantages over conventional single beam echosounders. The proposed approach relies on the combined, concurrent use...
-
''Voice Maps'' - system supporting navigation of the blind
PublicationReferat wygłoszony na Konferencji SHA 2012,Gołuń, 22-25.V.2012.
-
Acoustic Processor of the Mine Countermeasure Sonar
PublicationThis paper presents the concept of an acoustic processor of the mine countermeasure sonar. Developed at the Department of Marine Electronics Systems, Gdansk University of Technology, the acoustic processor is an element of the MG-89, an underwater acoustic station. The focus of the article is on the modules of the processor. They are responsible for sampling analogue signals and implementing the algorithms controlling the measurement...
-
Multifrequency Wideband Sonar Array
PublicationThis paper describes of new approach to Multifrequency Wideband Arrays (MWA),applied piezocomposite technologies of the array elements. MWA operating in transmitting(Tx) and receiving (Rx) mode on two or three bands, requires state-of-the-art technology andefficient array designing than conventional array in which separate arrays for every band oreven separate Tx and Rx transducers/arrays are used. The new piezocomposite elements...
-
Measurements of transmission properties of Acoustic Communication Channels
PublicationTough transmission properties of shallow water acoustic channels (SWAC) highly limit the use of underwater acoustic communication (UAC) systems. An adaptive matching of modulation and signaling schemes to instantaneous channel conditions is needed for reliabledata communications. This creates, however, unique challenges for designers when compared to radio transmission systems. When communication system elements are in move, the...
-
Application of Maximum Lenght Sequence in Silent Sonar
PublicationSilent sonars are designed to reduce the distance over which their sounding pulses can be detected by intercept sonars. In order to meet this objective, we can use periodical sounding signals that have low power, a very long duration and wide spectrum. If used in the silent sonar's receiver, matched filtration ensures very good detection of motionless or slow moving targets. However, it is more difficult to detect echo signals...
-
Signature of Hydrodynamic Pressure Field
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń pola hydrodynamicznego ciśnienia wokół statku jako funkcję przestrzenną, obliczoną metodą brzegowego rozkładu osobliwości. Obliczone pole ciśnienia hydrodynamicznego jest porównywane z pomierzonym polem ciśnienia wokół okrętu na akwenie specjalnym, opis kształtu kadłuba jest przybliżony. Przedstawione wyniki obliczeń uzyskano stosując pojedynczą warstwę o ciągłym rozkładzie źródłowości....
-
3d imaging software tools for multibeam sonar data
PublicationArtykuł porusza problem trójwymiarowej wizualizacji dna morskiego na podstawie danych pochodzących z systemu wielowiązkowego. W prezentowanym systemie wykorzystano trzy technologie programistyczne do wytwarzania grafiki 3D (C++ OpenGL, Java 3D, Java OpenGL). W artykule przedstawiono problemy, na które natknięto się podczas tworzenia systemu coraz omówiono sposoby ich rozwiązywania.
-
Numerical analysis of the finite amplitude plane wave propagation problem
PublicationRozważano zagadnienie propagacji fali płaskiej o skończonej amplitudzie w środowisku wodnym. Przedstawiono model matematyczny i przykładowe wyniki obliczeń numerycznych. Model matematyczny zbudowano w oparciu o równanie akustyki nieliniowej. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę różnic skończonych. Badano wpływ wartości parametrów numerycznych na dokładność obliczeń oraz analizowano wpływ wartości parametrów fizycznych...
-
Electronic stabilization of beams in sonar with cylindrical array
PublicationArtykuł prezentuje podstawy opisu beamformera dla sonaru z antena cylindryczną. Artykuł pokazuje, że zmodyfikowany beamformer może zostać użyty do stabilizacji osi wiązki w horyzontalnej płaszczyźnie, gdy znany jest przechył i zanurzenie statku. Artykuł przedstawia także problem elektronicznego odchylania wiązki.
-
3D Imaging Of Underwater Objects Using Multi-Beam Data
PublicationOne of the main applications of multibeam sonars is high resolution bathymetry measurement, as well as detecting and imaging of underwater objects like shipwrecks. In order to obtain the visualisation quality good enough to allow the researcher to investigate an object in more detail, the approach relying on construction of three-dimensional model of an imaged object, e.g. consisting of nodes, edges and plane elements (facets)...
-
RADIATION OF HIGH INTENSITY SOUND BY CIRCULAR DISC BY MEANS OF THE NUMERICAL METHOD
PublicationThe main goal of this paper is to find sound pressure distribution radiated by the circular piezoelectric disc that vibrates with the finite amplitude. There has been presented the pressure distribution close to the radiating surface. Also it is shown the sound pressure distribution in the 3D form. The mathematic modeling was carried out on the base of the nonlinear acoustic equation with the proper boundary condition. The axial...
-
Chirp-rate estimation of FM signals in the time-frequency domain
PublicationNovel dynamic representations of a complex signal in the time-frequency domain including: a channelized instantaneous complex frequency (CICF), a complex local group delay (CLGD) and a channelized instantaneous chirp-rate (CICR) are introduced. The proposed approach is based on the use of the gradient of the short-time Fourier transform complex phase. An interpretation of the newly-introduced distributions especially of the CICR...
-
INVESTIGATION OF BOTTOM SEDIMENT STRATIFICATION
PublicationThe main goal of this paper is to find a method to assess remotely the type of sediments on the basis of the signal received using the parametric echosounder. The images of the sea bottom sediments taken by a parametric echosounder show the fine structure of the upper layer of the bottom sediments. The depth of penetration depends on the type of sediment, in fact on the attenuation of acoustic wave. In the paper the method of distinguishing...
-
Ultrawideband transmission in physical channels: a broadband interference view
PublicationThe superposition of multipath components (MPC) of an emitted wave, formed by reflections from limiting surfaces and obstacles in the propagation area, strongly affects communication signals. In the case of modern wideband systems, the effect should be seen as a broadband counterpart of classical interference which is the cause of fading in narrowband systems. This paper shows that in wideband communications, the time- and frequency-domain...
-
The Doppler effect in a bistatic system for determining the position of moving targets
PublicationThe article presents the theoretical analysis and the results of numerical calculations of the Doppler effect it occurs in a system designed to determine the position and speed of a moving target. The transmitter is the source of the signal and it emits a sinusoidal, acoustic and continuous wave. Signal reflected off a moving target is received by four hydrophones. Based on the signals, four Doppler shifts are determined and inserted...
-
Reliable underwater communication system for shallow coastal waters
PublicationThis paper presents a reliable and robust low data rate spread spectrum approach which is implemented in the acoustic underwater communication system for shallow coastal waters. It shows operation assumptions of spread spectrum techniques based on the wellknown Shannon equation. It describes two methods of spread spectrum: frequency hopping spread spectrum and direct sequence spread spectrum; their block diagram and their characteristics...
-
Methods of data extraction from sub-bottom profiler's signal
PublicationData obtain during sounding Gdansk Bay with SES-2000 Standard parametric sub-bottom profiler has two types of information: envelope and pure signal. First is used to plot echograms in real time and contain envelope of echo. The second one is stored during sounding and can be processed after recording data. Comparison of results will be shown and discussed. First step in investigation was proper configuration of small measurement...
-
Broadband LFM signal source for a module-based diver detection sonar
PublicationPraca przedstawia koncepcję źródła impulsów sondujących sonaru DDS, dla pogrupowanych po stronie nadawczej elementarnych sekcji przetwornika w moduły 8 lub 16 elementowe. Na podstawie oszacowania teoretycznego i pomiarów czwórnikowych określono potrzebną moc wyjściową i topologię tych nadajników. Przedstawione są też uzyskane na drodze pomiarów charakterystyki częstotliwościowe modułów przetwornika, razem z zastosowanym układem...
-
Using wavelet techniques for multibeam sonar bathymetry data compression
PublicationMultibeam sonars are widely used in applications like high resolution bathymetry measurements or underwater object imaging. One of the significant problems in multibeam sensing of the marine environment is large amount of data which must be transmitted from the sonar processing unit to an operator station using a limited bit rate channel. For instance, such a situation would be in the case when the multibeam sonar was mounted on...
-
Pressure field in a plane layer
PublicationPraca prezentuje wyniki badań teoretycznych i numerycznych zagadnienia przejścia fal płaskich przez warstwę. Omówiono zagadnienie tworzenia i rozchodzenia się fal w poszczególnych warstwach. Zaproponowano model matematyczny opisujący zmiany ciśnienia wewnątrz warstwy. Analizowano ciśnienie wewnątrz warstwy, fale bieżące i odbite wewnątrz warstwy oraz w ośrodku otaczającym. Przedstawiono wyniki badań numerycznych.
-
The calculation long-term physical field created by water flow around the ship
PublicationThe paper presents a description of the problems with fluid flow around a ship. Using the described solution of the problem were performed numerical calculations using the boundary element method. Were also presented preliminary results of the calculation of pressure fields at the bottom of the ship, taking into account the impact of the bottom.
-
Modernization of ASW Sonar SQS-56 at Gdańsk University of Technology
PublicationKatedra Systemów Elektroniki Morskiej Politechniki Gdańskiej w latach 2008-2010 wykonała modernizację podkilowego sonaru do poszukiwania okrętów podwodnych SQS-56. Jest to sonar wyprodukowany w USA i zainstalowany na fregacie ORP Kościuszko. W ramach modernizacji zastosowano nowe szerokopasmowe impulsy sondujące z hiperboliczną modulacją częstotliwości generowanye w wielokanałowym nadajniku sterowanym mikroprocesorowo. Po stronie...
-
Seafloor characterisation using multibeam sonar echo signal processing and image analysis
PublicationThe authors propose the approach to multibeam seafloor characterisation which relies on the combined, concurrent use of two different techniques of multibeam sonar data processing. The first one is based on constructing the grey-level sonar images of seabed using the echoes received in the consecutive beams. Then, the parameters describing the local region of sonar image, namely, the local standard deviation of a grey level, and...