The effect of bottom properties in acoustic distance measurement on the shallow water Arctic shelf
- Authors: Sidorov D.D.1, Petnikov V.G.1
-
Affiliations:
- Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 71, No 3 (2025)
- Pages: 406-415
- Section: АКУСТИКА ОКЕАНА. ГИДРОАКУСТИКА
- URL: https://ogarev-online.ru/0320-7919/article/view/306586
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791925030089
- EDN: https://elibrary.ru/juekrm
- ID: 306586
Cite item
Abstract
The impact of seabed characteristics on the accuracy of determining the distance between a sound source and receiver located underwater was studied within the framework of numerical experiments. Experimental data on bottom parameters and the sound speed profile in the water layer in summer and winter (hydrological) seasons in the shallow water part of the Kara Sea were used. In the latter case, the action of ice cover was taken into account. It has been found that the main error in determining the distance in the interval of 1–10 km is associated with the multimode (multiray) nature of the propagation of acoustic waves in the sound channel between the water surface and the bottom. It has been demonstrated that this error decreases to several meters in the summer and with a water-like bottom, when the sound speeds in the water layer and in the bottom are close to each other. It has been noted that horizontal refraction of acoustic waves caused by transverse inhomogeneity of the bottom also leads to errors in determining the distance, although to a lesser extent.
About the authors
D. D. Sidorov
Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: sidorov@kapella.gpi.ru
38 Vavilova St., Moscow, 119991 Russia
V. G. Petnikov
Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences
Email: petniko@kapella.gpi.ru
38 Vavilova St., Moscow, 119991 Russia
References
- Инзарцев А.В., Каморный А.В., Львов О.Ю., Матвиенко Ю.В., Рылов Н.И. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для научных исследований в Арктике // Подводные исследования и робототехника. 2007. № 2. С. 5–14.
- Римский-Корсаков Н.А., Пронин А.А., Казеннов А.Ю., Кикнадзе О.Е., Анисимов И.М., Лесин А.В., Муравья В.О. Результаты наблюдений ледового воздействия на объекты, затопленные в Карском море // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2023. № 10. С. 31–37.
- Сорокин М.А., Петров П.С., Каплуненко Д.Д., Голов А.А., Моргунов Ю.Н. Прогноз эффективной скорости распространения акустических сигналов на основе модели циркуляции океана // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 5. С. 521–532.
- Григорьев В.А., Петников В.Г., Росляков А.Г., Терёхина Я.Е. Распространение звука в мелком море с неоднородным газонасыщенным дном // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 3. С. 342–358.
- Назаренко Ю.В., Сидоров Д.Д., Петников В.Г., Писарев C.В., Луньков А.А. О точности оценок расстояния по времени распространения звуковых сигналов на арктическом шельфе // Акуст. журн. 2024. Т. 70. № 3. С. 101–109.
- Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007.
- Porter M. The KRAKEN normal mode program / La Spezia, Italy. SACLANT Undersea Research Centre, 1991. https://oalib-acoustics.org/website_resources/AcousticsToolbox/manual/kraken.html
- Кравцов Ю.А., Кузькин В.М., Петников В.Г. О различимости лучей и мод в идеальном волноводе // Акуст. журн. 1988. Т. 34. № 4. С. 674–678.
- Bhatt E.C., Viquez O., Schmidt H. Under-ice acoustic navigation using real-time model-aided range estimation // J. Acoust. Soc. Am. 2022. V. 151. № 4. P. 2656–2671.
- Луньков А.А., Григорьев В.А., Петников В.Г. Акустические характеристики морского дна и их влияние на дальнее распространение звука на арктическом шельфе // Успехи физ. наук. 2024. Т. 194. № 2. С. 184–207.
- Godin O.A. Underwater sound propagation over a layered seabed with weak shear rigidity // J. Acoust. Soc. Am. 2025. V. 157. № 1. P. 314–327.
- Katsnelson B., Petnikov V., Lynch J. Fundamentals of Shallow Water Acoustics. Springer: New York, Dordrecht, Heildelberg, London, 2012.
Supplementary files
