The effect of bottom properties in acoustic distance measurement on the shallow water Arctic shelf

Cover Page

Cite item

Full Text

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

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. М.: Наука, 2007.
  7. 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
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Katsnelson B., Petnikov V., Lynch J. Fundamentals of Shallow Water Acoustics. Springer: New York, Dordrecht, Heildelberg, London, 2012.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 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».