SERRAUD Caroline
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1. CONCEPTION ET REALISATION D UNE PLAQUETTE DE PRESENTATION D UN LOGICIEL DE CALCUL DE PERFORMANCES SONAR Rapport de stage Juillet 2004 Soci t Thales Underwater Systems Sophia Antipolis 06 Date du 28 06 au 30 07 SERRAUD Caroline ENSEEIHT lere ann e Fili re Hydraulique Ann e 2004 THALES UNDERWATER SYSTEMS TABLE DES MATIERES OREMERCIEMENTS os a ana on de raai aai 3 1 PRESENTATION DE L ENTREPRISE ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccscccccccescees 4 2 PRESENTATION DU STAGE sessossossssessessessossosscosssssssssessesscsscosossosssssssessessessossosssssssso 5 LORT E WAGE e E E E E E EENE 5 2 2 DEMARCHE DEROULEMENT DU STAGE cccscceccsccsccscceccsccsccsccescsccsccsccsccsscsccecsscossessoecss 6 3 TRAVAIL EFFECTUE ET RESULTATS essossossssscsessessesscsscssossoossssssessessessossossossssso 8 DMM OG Mey VENU a esos teen s diane a eo ne 3 2 ORGANISATION ET CONTENU DE LA PLAQUETTE sccssccsccscesccsccccescescescescescescescescesceecs 8 3 2 1 Base de donn es d environnement sisi esse sers S 3 2 2 Base de donn es de mod lisation sise 9 3 2 3 Calcul de performances de d tection sonar 10 3 24 G n ration de s ries TEMPOVCIES wines iicasccsustisvsnsviasasonssnennpivdestosasinanenseeessenssoomeietes 10 3 2 5 Version multistatique de VENUS ns 11 3 2 6 Avantages et qualit s du logiciel 11 CONCLUSION aa eee ee ans een ea en ae 12 SEE UD Un DD De2. une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 7 INP ENSEEIHT 3 THALES THALES UNDERWATER SYSTEMS 3 Travail effectu et r sultats La plaquette de pr sentation du logiciel VENUS devant comporter une dizaine de pages j en pr senterai le r sultat dans sa totalit en annexe cependant la compr hension du logiciel ayant t n cessaire mon travail J en pr senterais les diff rentes fonctionnalit s ainsi que les principales images que comporte la plaquette en m appuyant sur le plan de celle ci 3 1 Le logiciel VENUS Ce logiciel comporte deux fonctionnalit s principales le calcul de performances de d tection sonar a travers des simulations r alistes ainsi que la g n ration de s ries temporelles permettant d tudier les caract ristiques des signaux ainsi que de tester et de valider des algorithmes de traitement du signal sur ces simulations La fen tre principale est celle d un planisph re dans laquelle on peut zoomer pour s lectionner l aire de travail sur la carte s affichent alors les r sultats mais aussi des donn es environmentales telles que la profondeur la temp rature la salinit l tat de la mer la nature du fond ou des s diments etc Fig 3 1 1 Fen tre principale de VENUS 3 2 Organisation et contenu de la plaquette Le plan de la plaquette est le
3. on augmente ainsi la qualit des performances de d tection Le logiciel traite les syst mes multistatiques comme plusieurs syst mes bistatiques les quations sonars comprennent alors de nouvelles quantit s r verb ration bistatique niveau d cho bistatique et l utilisateur dispose d un menu permettant de d finir quels players vont mettre ou recevoir Fig 3 2 5 1 Exc s de signal en multistatique 3 2 6 Avantages et qualit s du logiciel Le logiciel poss de de tr s nombreuses options non mentionn es dans la plaquette celle c1 contient en revanche les sp cificit s de VENUS qui en font un logiciel de tr s haute qualit L utilisateur peut en effet param trer jusqu 10 plate formes contenant chacune jusqu 4 sonars VENUS peut tre adapt en fonction du client et de son utilisation du logiciel type d utilisation r gions concern es Le logiciel peut aussi tre fourni avec des configurations pr d finies ne laissant l utilisateur que le sc nario param trer il contient un manuel d utilisateur pour faciliter son utilisation et offre des larges possibilit s d am lioration chaque utilisateur peut introduire ses propres donn es d environnement et sauvegarder ses propres configurations SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 0690
4. ries temporelles permet de s lectionner les players g n rant le signal Le signal g n r peut tre affich sous forme temporelle ou spectrale tout au long de sa g n ration SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 10 Fig 3 2 4 1 Signal sous forme spectrale et temporelle ici le sc nario comporte 3 players deux d entre eux correspondant un bateau poss dant une h lice 3 2 5 Version multistatique de VENUS Une configuration est appel e multistatique lorsqu un ou plusieurs receveurs traitent des signaux mis par un transmetteur mais r fl chis de multiples fois sur chaque composant de la flotte ou sur la cible En monostatique chaque receveur coute dans sa zone mais ne peut traiter des signaux r fl chis sur d autres players L avantage d un syst me multistatique est tactique tout d abord puisqu une seule plate forme met les autres bateaux sont alors silencieux et donc plus difficilement rep rables de plus la cible vu sous diff rents angles est mieux d tect e et 1l lui devient plus difficile de s chapper vers une zone d ombre La zone de couverture des sonars est tendue gr ce aux multiples r flexions et certaines zones peuvent tre explor es plusieurs fois permettant la fusion des donn es
5. Hs dont Fn rN 3 45 000 257 9281 EEE de I 4 7 000 16 08 B5 005 10 154 iia fa LA 6 85 OC 75 855 re Fa Pas F Bh iih 3610 z EA a z E HE Nico 410 F0 due f IOON Je 2 02000 41 134 fa 4 lag 10 E 44713 aop EL 1i H0 0000 AB R57 i AN ES i FPS tet 55 566 TT Al o 13 E000 lt 4 534 ai 14 7T 000 ds Fie 1E 7E dti 41 644 anny 16 75 000 a7 750 17 74 000 35 170 53 59 1E TER 33 024 oH FE 30 3 10 10 io 3r M om 068 w jtt gar jas din 279 a Wa 1 ia ile i 11 164 eman diegi Draing piei ro 7L bet 23 ETE D virer Calor scale reci ae Parameters S AO View ER ot US Beams Frequencies Bram Indes LA Frequency Index 1 Humber of Dean 1 Hamber of frequencies 1 Beam bear angie dogi 0 qui Frequency value HA 1305500 Beam elew angle deg 1 00 Y Bearing cal Eevation oat i Bearing cui angle degi don Elevation cut angle ddeg adii Absolute carlesian reference L x DE 00 Heiny cut inan rien Di vion cut ind x Ons rE M T Show in 30 rer 121 Sep In E tem Hide out of staia arois Auto adjust seale Beam pattern design Deer relatie io pining direction 3D Directive Target Strength g The trajectory may be designed directly on the screen This function may allow to prepare missions at sea TRAJECTORY SETTINGS Unixy Troa tint Data DMH for Lite Hat re a tat Louer ul 7 tanli vot idate erie z 10 nii i Benth
6. PRE RE Re 13 SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 2 IN ENSEEIHT w THALES 0 Remerciements D couvrir les tudes et les travaux qui peuvent tre r alis s dans une grande entreprise autour du domaine de l oc anographie tel tait mon souhait pour mon stage de premi re ann e et je tiens remercier tout particuli rement M Jean Luc Lambla pour m avoir permis de le r aliser Un grand merci aussi M Alain Plaisant qui m a accueillie et encadr e au sein du Laboratoire tude du Milieu et Performances en mer LMP pour m avoir permis de profiter d une exp rience tr s enrichissante a travers un sujet de stage qui m a beaucoup plu Je tiens aussi a remercier Mme Catherine Borrescio et M Bruno Chalindar ing nieurs au LMP pour toute leur aide et leur contribution au projet plaquette VENUS ainsi que M Laurent Faz infographiste pour sa disponibilit et sa grande efficacit dans dition de la plaquette Enfin merci tous les stagiaires Laurence C dric Yann et Christel pour leur accueil ainsi que l ambiance agr able dans laquelle ils m ont permis de travailler SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES U
7. Sweater peor eel ivory AIR OFS FE N OPERA em se es SLL Som F wad JE Spa dires E pri E Pii ar jti dph jien T ie ichas Sel Eee mlan ar doped deep gre S hin sa Ty G hha mfi CAES TROT pia id tft ro ri ru risal miin Url ulad sisa ii ame felu e 1 see etd sien helali Shoe ae Prati ba s Fore 1 ppl m Waktu nt Pail on DC 3 T2 EE M FY pr VENUS main window contains a world map with cursor latitude and longitude the user can select the working area by using zooming facilities available on a specific menu bar managing mouse commands lerna deci fel aes i E SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 14 Th DAUTOR fal A Ri ENVIRONMENTAL DATABASES UWS uses Thales Underwater Systems own environmental database called and can use GEBCO commercial database iso depth contours as well NETCDEF format GAEDS database includes information about sea state wind speed sound speed profiles SSP XBT bottom topography relief sediment type and thickness al oo Ti Les De suis Betis tei ter oi bee ml Example of sediment thickness data display The data used for computation is selected through the Environment system configuration window SER
8. certains parametres notamment concernant les antennes et les capteurs n ayant pas eu de cours de t l communications ni de traitement du signal ou pour mieux cerner le type d utilisations et d utilisateurs de certaines capacit s du logiciel Pour faciliter le travail de la reprographie et avoir une premi re base dans le cas d une version informatique de la plaquette il a t convenu que j effectuerais moi m me la mise en page de la plaquette sous Word les images seraient toujours envoy s s paremment et avec la meilleure r solution possible mais ma version mise en page constituerait un point de d part au travail de la reprographie J ai ensuite fait appel Mme Catherine Borrescio qui a travaill avec moi sur le contenu de la plaquette nous avons s lectionn des images qu elle jugeait les plus parlantes ajout des paragraphes sur des points techniques particuliers mentionner effectu quelques modifications et retravaill la mise en page En d but de quatri me semaine mon tuteur de stage M Plaisant a relu et corrig la version mise en page de la plaquette modifiant certains textes et liminant certaines images et parties du texte il a fallu retravailler certaines images au profit d autres plus parlantes ou plus int ressantes Le travail avec la reprographie a aussi d but nous avons donc travaill avec M Laurent Faz sur la qualit des images et convenu de commencer l dition de la plaquette p
9. fe 3 00 ie leading 250 14 d Lat to Trajectory settings window SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 17 DETTE THALES THALES UNDERWATER SYSTEMS SONAR DETECTION PERFORMANCES Ray trace as well as terms of the sonar equation such as propagation losses reverberation level echo level signal excess probability of detection can be displayed either in horizontal or vertical plane Detection performances can be computed in a selectable single receiving beam or the total sonar coverage can be obtained by taking the best beam in each direction RAY TRACING Example of vertical cut signal excess display High quality acoustic modelling is available for performance prediction on system configuration menu concerning propagation Nx2D RAMSES range dependent high frequency Ray model MOCTESUMA low frequency modal model reverberation computed in the full 3D beam pattern including side lobes and directive transmission reverberation Doppler spread in CW mode performances Range Operating Curves ambient noise self noise may also be defined as tabulated data fluctuating targets SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performan
10. ou sur Solaris j ai pu consacrer ma fin de premi re semaine me familiariser avec les commandes Unix en d couvrant notamment la biblioth que technique et en y empruntant les ouvrages n cessaires ainsi qu d couvrir les diff rentes facettes du logiciel En m aidant des documents disponibles soit sur le r seau soit dans le logiciel pr sentations du logiciel annexes techniques et surtout le manuel de l utilisateur J ai pu notamment commencer r diger une pr sentation globale du logiciel J ai aussi d couvert les cours disponibles sur l intranet un cours rappelant les bases en mati re d acoustique et d oc anographie dont voici les principaux sujets bruit ambiant relation pression profondeur thermodynamique c l rit du son att nuation et r verb ration volumique propri t s chimiques de l eau de mer salinit et pH distribution des temp ratures variabilit oc anique propri t s des s diments et propri t s acoustiques des fonds marins topographie des fonds ondes de surface Toutes ces donn es environmentales influent sur la propagation des ondes acoustiques et sur le calcul de performance elles sont donc ins r es sous forme de bases de donn es ou de mod les acoustiques dans le logiciel VENUS D un cours plus sp cifique l acoustique sous marine et aux performances sonar pr cisant des donn es sur les ondes sonores dans l eau de mer CELLAE UT re 3 Chenal de
11. un sc nario qui peut comporter jusqu dix players chacun correspondant a une plate forme celle ci comporte un v hicule et jusqu quatre sonars param trer les sonars peuvent tre actifs receveurs et metteurs ou passifs seulement receveurs c bl s etc les v hicules peuvent comporter plusieurs moteurs h lices etc Il faut aussi d finir la trajectoire de chaque player ainsi que de nombreux param tres concernant antennes et capteurs directivit des capteurs diagramme de formation de voie qui permettent d augmenter la pr cision et le r alisme des simulations A cette fin des sous mod les acoustiques sont aussi disponibles pour param trer bruits propre et ambiant r verb ration et att nuation volumiques surfaciques ou de fond ainsi que le calcul de performances et le mod le de propagation SONAR DESIGN Y Absolute cartesian reference E ZE Fig 3 2 2 2 Fen tre de param trage des sonars et intensit de la r ponse d une cible de type sous marin SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 9 THALES UNDERWATER SYSTEMS 3 2 3 Calcul de performances de d tection sonar Les termes de l quation sonar cf 2 2 tels que les pertes de propagation l exc s de signal le niveau de r ve
12. 3 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 11 ENSEEIHT THALES 4 Conclusion Mon objectif travers ce stage tait de d couvrir la r alit du travail en entreprise et les tudes r alis es autour du domaine de l oc an ayant pour ambition de travailler en tant qu ing nieur dans des domaines tels que la m t orologie ou l oc anographie je souhaitais d couvrir l organisation mise en place par une grande entreprise telle que Thales Underwater Systems pour effectuer les recherches n cessaires la r alisation de ses syst mes J ai ainsi pu passer cinq semaines au sein du service EGS mon travail n cessitait des contacts avec les ing nieurs du service afin d am liorer mes connaissances et de faire contr ler mon travail cela m a donc permis d apprendre travailler au sein d une quipe contacter les personnes de fonctions diverses management d veloppement logiciel qualit ou travailler en collaboration avec un autre service reprographie Ce stage m a aussi permis d approfondir mes connaissances en mati re d oc anographie et d acoustique sous marine en me faisant d couvrir de nombreuses notions dans le domaine du traitement du signal des tudes sonar et des calculs de performances mais aussi de me familiariser avec un logiciel de simulations sonar Cette exp rience a donc t tr s enrichissante sur le plan technique donc mais aussi personnel le laboratoire poss dant une section Env
13. NDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 3 INP ENSEEIHT 42 THAL THALES UNDERWATER SYSTEMS 1 Pr sentation de l entreprise Mon stage s est d roul au sein de THALES UNDERWATER SYSTEMS TUS une filiale du groupe Thales l un des plus grands groupes mondiaux de l lectronique civile et militaire Issue de THOMSON MARCONI SONAR TMS anciennement d tenue a 49 9 par BAE SYSTEMS et a 50 1 par Thales la soci t devient 100 Thales en 2001 et TMS devient THALES UNDERWATER SYSTEMS cf Fig 1 1 Dans le domaine de la d fense TUS est un leader mondial en mati re de sonars et d activit s de lutte sous marine ainsi que l un des premiers exportateurs de sonars et de syst mes associ s pour les forces militaires navales et a riennes TUS emploie plus de 2800 personnes r parties sur ses implantations en Australie au Royaume Uni et en France les sites fran ais de Brest et de Sophia Antipolis r unissent 1280 employ s THOMSON CSF SINTRA ALCATEL FERRANTI PLESSEY GEC MARCONI A THOMS ON CSF SINTRA ALCATEL LA a oe a 7 SS SEC Marconi a AR SYSTEMS IN THOMSON SINTRA B A SOU68 MARI RA D ed M A q A 7 SINTRA PACIFIC Vv GEC Marconi SOMAR SYSTEMS THALES D THALES EE THALES THALES UNDERWATER GYSTEMS Fig 1 1 Cr ation du groupe THALES UNDERWATER SYSTEMS Mon travail s est d roul sous la tutelle d
14. RAUD Caroline Example of sediment type data display LR kal BOTTOH DESCRIPTION NATURE RANGE DEPENDENT Origin GAEDS selected File glbsedpr RELIEF RANGE DEPENDENT Origin GAEDS Sectors Number 3 Selected File glbtopo SURFACE DESCRIPTION NATURE RANGE DEPENDENT Origin GAEDS AHBIENT NOISE Detailed Use Hetoc in Omni Noise DB Turbulence WEHZ Traffic Constant Value Value dB Hz 50 00 Sea Noise Constant Value Value dB Hz 50 00 Rain Noise NUSC Rainrate INTERHITTENT hermi Constant Value Value dB Hz 50 00 Biologic Constant Value Value dB Hz 50 00 SUP DESCRIPTION GAEDS automatic Honth July VALIDATE COHPUTE QUIT Several options exist to select a sound speed profile SSP either using profiles stored in the database or using or entering the user own data SSP can be range dependent in automatic mode if the range is large enough or set to a single SSP Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 15 MODELLING DATABASES amp TOOLS To run a calculation of sonar performance the VENUS user can set a number of parameters composing a configuration under a specific environment with selected submodels he can design a scenario including up to 10 players each player corresponds to a platform composed by v
15. Surface L540 Hrg a i ro Chenal Sonore Profond Lee J Influence des eaux chaudes de Mediterranee Chenal Sonore Tres Projond Convergence Fig 2 2 1 Profil vertical de c l rit du son P t au c ur de l Atlantique Fig 2 2 2 Sonar h liport SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 6 P ENSEEIHT 9 THALES THALES UNDERWATER SYSTEMS gt un rappel sur les quations sonar en mode passif et en mode actif par exemple en mode passif Exc s de signal au dessus du seuil de d tection SL TL NL DI PG PL DT Avec gt SL Niveau de Signal Transmis gt TL Pertes de Transmission gt SL TL Niveau de Signal Re u gt NL Niveau de Bruit sur le R seau gt DI Gain d la Formation de Voie gt NL DI Bruit Global Re u gt DT Seuil de D tection gt PG Gain de Traitement Temporel gt PL Pertes de Traitement Durant ma deuxi me semaine j ai donc continu a explorer le logiciel afin d en d crire les diff rentes fonctionnalit s mais aussi les options les atouts et les caract ristiques cl s du systeme Pour r diger mes textes et s lectionner mes images jJ ai donc d faire appel aux ing nieurs du LMP afin de leur poser des questions pour mieux comprendre
16. artir de la version corrig e mais non d finitive quitte faire des modifications ult rieurement en effet mon stage allant bient t se terminer cette solution permettait de gagner du temps afin d imprimer la plaquette avant mon d part Cette semaine a t l occasion de r diger mon rapport et de commencer pr parer la version html de la plaquette tout en suivant l avancement de l dition de la plaquette a la reprographie Ma derni re semaine de stage s est organis e autour des diff rentes modifications apport es la plaquette notamment avec M Bruno Chalindar avec qui nous avons retravaill de nombreuses parties la mise en page de certains paragraphes a t modifi e de mani re faire appara tre plus clairement les points importants et les parties g n ration de s ries temporelles et multistatisme ont t compl t es Nous avons aussi retravaill quelques images Une fois modifi e la nouvelle version a donc t soumise M Plaisant pour une derni re correction avant d tre envoy e la reprographie Les chartes graphiques Thales tant en cours de modification la plaquette d finitive ne pouvait tre imprim e mais une maquette sur la base de l ancienne charte a pu tre imprim e Cette derni re semaine a donc aboutit sur l impression d une premi re maquette pour la plaquette VENUS ainsi que sur l impression de mon rapport de stage SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d
17. ces sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 18 UWS offers a multiplatform and multisonars capability up to 10 platforms can be present in a scenario and each platform can be filled with up to 4 sonars Detection and counter detection can a then be easily obtained by activating the corresponding sonars on friend and foe platforms TIME SERIES GENERATION VENUS UWS provides a second functional mode to perform time series generation on all hydrophones of the user selected receiving array Time Series design windows allow the tuning of Noise Sources gt Ambient noise directive or omnidirective noise gt Passive noise Ship speed dependent Own ship Self Noise HMS or Radiated Noise VDS Other players Radiated amp Propagated Noise gt Active noise interception of any pulse transmitted by other players monostatic echo amp reverberation consecutive to any pulse transmitted by the own ship Sonar and reflected on the other players echo elongation due to target shape amp dimensions Receiving array SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 19 Time series design windows Main features taken into account are gt Receiving array reception on o
18. e M Alain Plaisant qui dirige le Laboratoire tude du Milieu et Performances mer l un des sept laboratoires qui composent le service EGS Etudes G n rales Sonar de Sophia Ce service fait partie de GSS General Sonar Studies division de TUS responsable des algorithmes et fonctions utilis s dans les systemes sonars et de leurs performances SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 4 INP ENSEEIHT bated im ai Etudes G n rales Sonar Sophia Yves DOISY Ressources Humaines Sega S niie s F MANGEOT P ALINAT Sud re ff PF STUMMER A DESJARDINS See lip eles posastel pase s Manane Assistant de gestion etude gu mient catus de penormeances S BILLAS MET A PLATS ANT Suppan ormat que i Coordinateur metier fanetionne E CELERSE G BOUTHEMY Le laboratoire tude du Milieu et Performances mer LMP comporte plusieurs sections Etude du milieu marin Enregistrement des performances en mer Analyses calculs de performances en mer d veloppements des logiciels de simulation Fig 1 3 Organigramme du LMP C BORRESCIO L BOUCHEZ B CHALINDAR R LAGIER A MARI G MARTY 2 Pr sentation du stage Cellule enregistrement tr M EVE 2 1 Objectif du stage L objectif de ce stage tait de r alise
19. ehicles and sonars Sonars can be either passive or active The user can either load an existing configuration from the modelling database or save its own created configuration and design parameters The vehicle design menu includes design of engines propellers flow noise and links information which will be used for time series computation but also characteristics of passive radiated noise and active target strength pu Signature Pee ve T Performances corresponding to Go several modes BB NB Intercept BB Intercept NB FM and CW C eS can be obtained A sonar design window allows to enter corresponding parameters fs oO f T AAAAAARAA MAAAAAARMA LAAASAAL cc AAA MARA Vehicle design window Passive signature SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 16 A specific tool is available to compute beampatterns of arrays of any shape with directive sensors and baffle effect Array sensor design window eneum Pattern 20 EditenGenerator SD view File Mode Generate Display 30 View Scale Dara Pointing direction 20 beanng Crea cur view 2D imanin fhorizaneary cut irw l Points list heaning cut ey pomtsnaun Eevanon foes Dirent iie p I a0 0080 36 114 ant my 2
20. ironnement marin et r alisant des essais en mer ce stage m a donc permis d envisager les possibilit s de m tiers qui pourraient correspondre mon projet professionnel SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 12 INP ENSEEIHT 2 THALE LL pulse RES 5 Annexes 5 1 Contenu de la plaquette de pr sentation du logiciel VENUS SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 13 ENSEEIHT 42 THALES VENUS UWS 1s a software package which combines two principal functional modes a Sonar Detection Performances mode to assess the typical detection ranges of different kinds Active or Passive Sonar a Time Series Generation mode to produce realistic Hydrophonic Signal useful for Signal Processing Analysis To reproduce the environment effects on acoustic modelling UWS is using Environmental Databases worldwide covering Modelling Databases amp Tools to define the Sonar detailed characteristics as well as Range dependent propagation models and various submodels to match with low amp high frequency Sonar modelling Ratan t
21. nar performance and multistatic signal generation Bistatic signal excess display In multistatic case FM or CW pulses new acoustic quantities are computed such as bistatic echo level using 3D bistatic Target Strength laws bistatic reverberation using 3D Bistatic reverberation index Bottom Surface The user has access to the same menus and parameters setting added with a scenario window in system configuration menu which defines which players will emit or receive Monostatic Reception on Player 1 Multistatic Reception on Players I to 7 A global display merging all bistatic detections can provide tactical aid to place in the best way ships or buoys in the scenario SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 21 INP THALE Ver SPECIFIC VERSIONS Specific versions Of VENUS can be provided according to the future user and its needs for the software type of use location thanks to its large possibilities of adaptation Advice about databases and configurations to use can be joined to the dedicated version VENUS software can be provided with a list of existing platforms and only scenarios to be set selection of players and their trajectories It 1s delivered with the user s manual which contribute to make it easy to ha
22. ndle Training and maintenance may also be proposed Designed to run in the Linux or UNIX environment VENUS is a system which offers large upgrade capabilities any user is able to introduce his own environment data and to archive its own configurations in database Signal excess for different active and passive sonars on the same target VENUS is an evolutive software which provides flexibility It enables a better understanding of the environment impact on sonar performance prediction and time series generation System requirements System Os Workstation SunOs SOLARIS PC Linux 7 to 9 MMI Osf Motif Memory 256 Mo minimum Disk Space 40 Go minimum SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 22
23. ne array at one time among 4 possible mounted Sonar sensors can be omnidirective or directive array dynamics respect the trajectory and cable laws VDS gt Propagation features range dependent ray propagation Nx2D amp relief masking effects multipaths dominant rays propagation main Doppler amp differential Doppler between paths constructive amp destructive Interferences LOFAR Example of spectral and temporal signal display during its generation with two propellers All along the computation the generated signal can be displayed either in spectral or in temporal form using spectral analysis and temporal signal buttons Time series generation can be used in laboratory to study signal propagation features and to test signal processing algorithms with realistic simulations SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 20 ser THALES UWS MULTISTATIC CAPABILITY UWS has been extended with a multistatic complement one or several receivers process signals emitted from any transmitter at a different location A multistatic configuration is then processed as several bistatic systems Sharing the same databases models and oceanographic environment than the monostatic system this version provides both multistatic so
24. r une plaquette de pr sentation d un logiciel d velopp par les ing nieurs du LMP et destin aux clients l export Ce logiciel appel VENUS pour Virtual ENvironment for Underwater Simulation dont je ne devais pr senter que la partie UWS Underwater Warfare Simulator permet de r aliser des simulations de mesures sonars et d valuer leurs performances en mati re de d tection de localisation et de poursuite de cible il poss de aussi une seconde fonctionnalit de g n ration de signal sous forme de s ries temporelles La plaquette devait tre r dig e en anglais Il fallait donc d abord acqu rir des connaissances en mati re d acoustique sous marine et de sonars ainsi que des bases dans le domaine de traitement du signal La deuxi me tape consistait se familiariser avec le logiciel lui m me pour pouvoir comprendre son fonctionnement et en pr lever des images SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 5 INP ENSEEIHT 2 THALES THALES UNDERWATER SYSTEMS aches Apres ces pr liminaires mon role tait de r diger les textes et de s lectionner les images a ins rer dans la plaquette en respectant la charte graphique Thales impos e pour les documents client et d en coordonner la r alisation avec le service
25. rb ration ou bien encore la probabilit de d tection sont repr sent es soient en azimut plan horizontal soit en coupe verticale Le logiciel permet aussi la simulation de trac s de rayons acoustiques Fig 3 2 3 1 Exc s de signal en azimut au large de la Corse et trac de rayon acoustique TE Shali venni DEMO io xl j venus Muldterack Performance Prediction Syarem Release 15 fc TUS 200 2001 fa n GPS 10 53837 M BOLT E Heading 275 47 dog Spee OO m s CURSOR 10 0355 H end en ER AG eee w Momir command Cl Hade i igr vies Gort mv i former iay Er ir oe Bee 7 pee eee ee ee eS eee ee ee ee cee eee eee Mee LL LL ee Fig 3 2 3 2 R sultats typiques de calcul de performances 3 2 4 G n ration de s ries temporelles Le logiciel VENUS permet de simuler des signaux s ries temporelles re us sur les capteurs d une antenne en r glant des param tres de mod lisation tels que les caract ristiques du bruit ambiant propre ponctuel l cho de la cible la r verb ration des signaux les caract ristiques de l antenne r ceptrice ou l effet Doppler afin de permettre la mise au point et la validation d algorithmes de traitement sonar Les sources de bruit provenant des v hicules tels que moteurs h lices etc sont pr ciser pour la simulation ainsi que certaines caract ristiques concernant les capteurs Un menu de design des s
26. reprographie qui se chargeait de la mise en page et de l dition de la plaquette Si le temps le permettait une version informatique sous format html de la plaquette de pr sentation tait aussi envisag e incluant des animations visuelles 2 2 D marche d roulement du stage Apres les formalit s administratives cantine badges de rigueur le premier jour j ai t pr sent e la majeure partie des membres du LMP par M Plaisant J ai notamment fait la connaissance de M Bruno Chalindar ing nieur d veloppeur et concepteur du logiciel VENUS et de Mme Catherine Borrescio charg e de la qualit du logiciel qui ont apport beaucoup d aide et de leur temps la r alisation de la plaquette d s ma premi re apr s midi J ai pu profiter d une pr sentation d taill e du logiciel de ses menus et des diff rentes fonctionnalit s Le jour suivant M Plaisant et moi sommes all s la reprographie pour discuter de la mise en page et de la conception de la plaquette avec M Laurent Faz qui s est charg de son dition nous nous sommes entre autres mis d accord sur un format de 8 ou 10 pages r alisable par la reprographie elle m me conomisant ainsi le co t de son dition l ext rieur et renseign s sur les standards Thales respecter pour tous les documents dit s et sur le type d impression disponible J ai ensuite eu la possibilit d acc der moi m me au logiciel VENUS fonctionnant sous Linux
27. suivant chacune des parties abord es tant ensuite d taill e tout d abord une pr sentation globale des capacit s du logiciel puis une description des diff rentes bases de donn es environmentales et de mod lisation suivent les performances de d tection sonar calcul es par le logiciel la g n ration de s ries temporelles ainsi qu un paragraphe sur la version multistatique de VENUS avant de terminer par quelques caract ristiques et avantages du logiciel 3 2 1 Base de donn es d environnement Le logiciel utilise la base de donn es d environnement de Thales Underwater Systems GAEDS mais peut aussi utiliser la base commerciale GEBCO ou celles fournies par les clients pour le calcul les donn es SERRAUD Caroline Sujet Conception et r alisation d une plaquette de pr sentation d un logiciel de calcul de performances sonar THALES UNDERWATER SYSTEMS 525 route des Dolines BP 157 06903 SOPHIA ANTIPOLIS CEDEX France 8 THALES TA THALES UNDERWATER SYSTEMS concernant la nature du fond ou de la surface le relief le bruit ambiant ou le profil de c l rit sont n cessaires et sont configur es partir de GAEDS ou de mod les Fig 3 2 1 1 Exemple de profondeur de s diment en Indon sie 3 2 2 Base de donn es de mod lisation Pour lancer un calcul de performances l utilisateur doit cr er une configuration ou charger une configuration existante dans la base de donn es Il doit d finir
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