Wikiversità itwikiversity https://it.wikiversity.org/wiki/Pagina_principale MediaWiki 1.39.0-wmf.25 first-letter Media Speciale Discussione Utente Discussioni utente Wikiversità Discussioni Wikiversità File Discussioni file MediaWiki Discussioni MediaWiki Template Discussioni template Aiuto Discussioni aiuto Categoria Discussioni categoria Area Discussioni area Corso Discussioni corso Materia Discussioni materia Dipartimento Discussioni dipartimento Education Program Education Program talk TimedText TimedText talk Modulo Discussioni modulo Accessorio Discussioni accessorio Definizione accessorio Discussioni definizione accessorio 102 1522 259896 259473 2022-08-19T19:21:25Z Automa X 40561 Nuova introduzione wikitext text/x-wiki {{nota disambigua|il corso d'Informatica|[[Corso:Informatica]]}} {{Corso |7 |classe=L9 |cestor=http://www.cestor.it/atenei/l008.htm |banner=Crystal128-laptop.svg |dip=Tecnologie dell'informazione |presentazione= [[Immagine:Nuvola_apps_mycomputer.png|left]] L''''ingegneria informatica''' è una branca dell'ingegneria elettrica che integra diversi campi dell'informatica e dell'ingegneria elettronica necessari per sviluppare hardware e software per computer. Gli ingegneri informatici sono coinvolti in molti aspetti hardware e software dell'informatica, dalla progettazione dei microcontrollori, microprocessori, personal computer e supercomputer, alla progettazione di circuiti. Questo campo dell'ingegneria non si concentra solo su come funzionano i sistemi informatici stessi, ma anche su come si integrano nel quadro più ampio. Le attività usuali che coinvolgono ingegneri informatici includono la scrittura di software e firmware per microcontrollori embedded, la progettazione di chip VLSI, la progettazione di sensori analogici, la progettazione di circuiti stampati a segnali misti e la progettazione di sistemi operativi. Gli ingegneri informatici sono adatti anche per la ricerca sulla robotica, che fa molto affidamento sull'utilizzo di sistemi digitali per controllare e monitorare sistemi elettrici come motori, comunicazioni e sensori. Il DPR 328/2001 art. 46 stabilisce che le attività professionali che formano l'oggetto della professione dell'Ingegnere dell'Informazione sono: *attività di progettazione, direzione lavori, stima e collaudo di impianti e di sistemi elettronici, di automazioni e di generazione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni; *i rilievi diretti e strumentali di parametri tecnici afferenti impianti e sistemi elettronici; *le attività che implicano l'uso di metodologie standardizzate, quali la progettazione, direzione lavori e collaudo di singoli organi o componenti di impianti e di sistemi elettronici, di automazione e di generazione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni, nonché di sistemi e processi di tipologia semplice o ripetitiva. {{quote|Sono convinto che l'informatica abbia molto in comune con la [[Corso:Ingegneria_fisica|fisica]]. Entrambe si occupano di come funziona il mondo a un livello abbastanza fondamentale. La differenza, naturalmente, è che mentre in fisica devi capire come è fatto il mondo, in informatica sei tu a crearlo. Dentro i confini del computer, sei tu il creatore. Controlli – almeno potenzialmente – tutto ciò che vi succede. Se sei abbastanza bravo, puoi essere un dio. Su piccola scala.|[[q:Linus_Torvalds|Linus Torvalds]]}} |base=<br /> === Materie ingegneristiche di base === *[[Materia:Analisi matematica|Analisi matematica]] *[[Materia:Algebra lineare|Algebra lineare]] *[[Materia:Geometria|Geometria]] *[[Materia:Fisica generale 1|Fisica 1]] *[[Materia:Fondamenti di elettrotecnica|Elettrotecnica]] *[[Materia:Lingua inglese|Lingua inglese]] *[[Materia:Chimica|Chimica]] *[[Materia:Economia ed organizzazione aziendale|Economia ed organizzazione aziendale]] *[[Materia:Ricerca operativa|Ricerca operativa]] === Automatica, Elettronica e Telecomunicazioni === *[[Materia:Elettronica|Elettronica]] *[[Materia:Reti logiche|Reti logiche]] *[[Materia:Controlli automatici|Controlli automatici]] *[[Materia:Teoria dei segnali|Teoria dei segnali]] *[[Materia:Misure elettroniche|Misure elettroniche]] *[[Materia:Elettronica analogica|Elettronica analogica]] *[[Materia:Sensori e trasduttori|Sensori e trasduttori]] *[[Materia:Comunicazioni elettriche|Comunicazioni elettriche]] *[[Materia:Reti di telecomunicazioni|Reti di telecomunicazioni]] *[[Materia:Tecnologie per l'automazione e la robotica|Tecnologie per l'automazione e la robotica]] === Informatica === *[[Materia:Informatica Teorica|Informatica teorica]] *[[Materia:Ingegneria del software|Ingegneria del software]] ==== Programmazione ==== *[[Materia:Algoritmi_e_strutture_dati|Algoritmi e strutture dati]] *[[Materia:Fondamenti_di_programmazione_in_C|Fondamenti di programmazione in C]] *[[Materia:Laboratorio di informatica 1|Laboratorio di informatica 1]] *[[Materia:Programmazione orientata agli oggetti|Programmazione orientata agli oggetti]] *[[Materia:Basi di dati 1|Basi di dati 1]] *[[Materia:Linguaggi di programmazione web|Linguaggi e programmazione web]] ==== Architetture ==== *[[Materia:Architetture degli elaboratori|Architetture degli elaboratori]] *[[Materia:Sistemi operativi|Sistemi operativi]] |specializzazione=<br /> === Robotica e AI === *[[Materia:Intelligenza artificiale|Intelligenza artificiale]] *[[Materia:Machine learning|Machine learning]] *[[Materia:Robotica|Robotica]] === Architetture === * [[Materia:Architetture avanzate degli elaboratori|Architetture avanzate degli elaboratori]] * [[Materia:Impianti informatici|Impianti informatici]] * [[Materia:Sistemi operativi real-time|Sistemi operativi real-time]] * [[Materia:Sistemi embedded|Sistemi embedded]] === Ingegneria del software e informatica teorica === *[[Materia:Linguaggi formali e automi|Linguaggi formali e automi]] *[[Materia:Metodi di verifica e testing|Metodi di verifica e testing]] === Gestione dei dati === *[[Materia:Identificazione dei Modelli ed Analisi dei Dati|Identificazione dei Modelli ed Analisi dei Dati]] *[[Materia:Basi di dati 2|Basi di dati 2]] === Multimedialità === *[[Materia:Informatica multimediale|Informatica multimediale]] *[[Materia:Informatica grafica|Informatica grafica]] *[[Materia:Ingegneria del suono|Ingegneria del suono]] *[[Materia:Teorie e tecniche di elaborazione dell'immagine|Teorie e tecniche di elaborazione dell'immagine]] === Da altri corsi === *[[Materia:Fisica generale 2|Fisica 2]] *[[Materia:Laboratorio di fisica|Laboratorio di fisica]] *[[Materia:Compatibilità elettromagnetica|Compatibilità elettromagnetica]] *[[Materia:Propagazione e Trasmissione|Propagazione e Trasmissione]] *[[Materia:Matematica discreta|Matematica discreta]] *[[Materia:Matematica applicata|Matematica applicata]] *[[Materia:Analisi numerica|Analisi numerica]] }} [[ar:كلية علوم الكمبيوتر]] [[cs:Program: Informatika]] [[en:Portal:Computer Science]] i6d520kjwftzenxaovhy85tx6cai0vv 2 34010 259890 259884 2022-08-19T12:35:29Z Funzioni di correlazione 24136 /* Sul tipo di rivelazione e le sue formule */ wikitext text/x-wiki Titolo: Variabili probabilistiche Pfa e Priv nella conduzione operativa del sonar [[File:Dtcdtcx.jpg|thumb|right|200px|Processo di conduzione operativa di un sonar]]{{Doppia immagine verticale|left|272dtcx.jpg|372dtcx.jpg|250|Video da P.C. con segnali e rumori in assenza di soglia di rivelazione |Video da P.C con soglia di rivelazione (zona oscurata)}} Nei calcoli della [[portata sonar passivo|portata di scoperta sonar]] sono sistematicamente introdotti il valore del <math>DT</math> ([[Soglia di rivelazione del sonar passivo|Soglia di rivelazione nella scoperta sonar]]) scegliendo, in base ai diversi esempi da svolgere, la larghezza di banda di ricezione <math>BW</math>, la costante d'integrazione <math>RC</math> ed infine il valore <math>d</math> legato ad una coppia di valori relativi alla probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e di scoperta <math>Priv</math>; tali scelte sono fatte senza approfondire il criterio d'impostazione del <math>DT</math>, da parte dell'operatore, non valutando le conseguenze che queste provochino sulle caratteristiche delle portate di scoperta. In questa voce alcuni esempi dei processi operativi che sono messi in atto nella conduzione del sonar, con l'impiego della soglia di rivelazione, nelle fasi di sorveglianza e/o attacco del sottomarino. ==Sul tipo di rivelazione e le sue formule == [[File:Corr1dtcxx.jpg|thumb|right|300px|Schema a blocchi di un correlatore a coincidenza dipolarità]] Per lo svolgimento degli esempi citati è necessario fissare alcuni punti sui sistemi di rivelazione dei segnali nel sonar e sulle formule di calcolo che li definiscono: *Le formule illustrate sono relative a sistemi di [[Correlazione tra segnali acustici|rivelazione dei segnali in correlazione]] del tipo a coincidenza di polarità *Le formule sono valide per piccoli rapporti segnale/disturbo indicati come: <math>Si/Ni</math> (misurati all'ingresso dei correlatori) *Le variabili, banda di ricezione e costante di tempo d'integrazione, sono riferite a <math> BW \ in \ Hz </math> (banda dei segnali da correlare) <math>RC \ in \ s. </math>(costante di tempo d'integrazione dei correlatori) *Per le variabili <math> BW \ e \ RC </math>di cui al punto terzo, pur nella disponibilità dell'operatore, non sono previste variazioni nello sviluppo dell'esercizio *La formula che esprime il <math> DT </math> (soglia di rivelazione) è espressa come segue: <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] </math> La variabile <math>d </math> di cui al punto precedente è dipendente da <math> Si/Ni </math> secondo l'espressione: <math> d = 2 \ BW \ RC \ (Si/Ni)^4 </math> *Dalla variabile <math> d </math> di cui al punto precedente dipendono innumerevoli coppie di valori statistici quali: <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) *Essendo <math> d </math> funzione di <math> Si/Ni </math> anche per tale rapporto dipendono, secondo le curve ROC (vedi sezione seguente): <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) ===Esposizione delle curve ROC=== [[File:rocdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curve ROC]] Diagramma per l'impiego delle curve ROC: *In ascisse la probabilità di falso allarme <math> Pfa </math> in % *In ordinate la probabilità di rivelazione <math> Priv </math> in % *Nel tracciato serie di <math>7</math> curve parametriche secondo <math>d \ </math> da <math> 0 </math> a <math>36</math> due esempi: Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 0.2 \% </math> si ha <math> d = 9</math> Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 2 \% </math> si ha <math> d = 4 </math> {{clear}} ==Esempi per il calcolo di previsione di portata del sonar == === I caso === Sono riportate di seguito, per un'analisi approfondita, le parti essenziali di un esempio riguardante soltanto le procedure di calcolo. Si supponga che l'operatore esegua il calcolo di previsione della portata del sonar secondo le caratteristiche dell'apparato e sulla base delle condizioni esterne. ====Valori delle variabili del sonar==== <math>F_1 \ ; \ F_2 \ </math> estremi di banda delle frequenze di ricezione: <math> F_1 = 1000 \ Hz \ ; \ F_2 = 3000 \ Hz</math> <math> f_o \ </math> frequenza media geometrica nella banda: <math> f_o = 1.7 \ kHz </math> <math> DI \ </math> guadagno di direttività della base ricevente: <math> DI = 10 \ dB </math> <math> RC </math> costante di tempo d'integrazione: <math> RC = 0.1 \ s </math> <math> BW \ </math> larghezza di banda del ricevitore: <math> BW = F_ 2 \ - \ F_1 = 2000 \ Hz</math> ====Valori assunti dall'operatore==== L'operatore vuole eseguire la ricerca del bersaglio con la probabilità di scoperta <math> Priv = 90 \% \ </math> accettando un falso allarme <math> Pfa = 5 \% </math>. Questa coppia di variabili probabilistiche è individuata sulle curve ROC per <math> d = 9 </math>, valore con il quale si calcola la soglia di rivelazione <math>DT</math> nella scoperta sonar . <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 5 \ \log \ [9 \cdot 2000 / (2 \cdot 0.1)] \approx 25 \ dB </math> ====Valori delle variabili dell'ambiente ==== *[[Trasmissione del suono in mare|Propagazione: tipo sferica]] *<math>SL</math> [[Rumori dei semoventi navali|sorgente del segnale]]: cacciatorpediniere di vecchia generazione che naviga a <math> 20 </math> nodi; dai tabulati in letteratura, per <math> f_o = 1.7 \ kHz</math> , si ha <math> SL = 140 \ dB / \mu \ Pa / Hz</math> *<math> NL </math> [[Rumore del mare nella scoperta sonar|forza del mare]] per <math>SS = 2</math> ; dai tabulati in letteratura, per <math> fo = 1.7 \ kHz,</math> si ha <math> NL = 58 \ dB / \mu \ Pa / Hz </math> *<math> \alpha </math> [[Trasmissione del suono in mare|Attenuazione per assorbimento secondo la legge di W H Thorp]]:<ref>{{cita|Thorp |pp 270}}.</ref> <math> \alpha = \left[ \frac{0.1 \cdot fo^2}{1 + fo^2} \right] + \left[ \frac{40\cdot fo^2}{4100 + fo^2} \right]+ \left[ \frac{2.75 \cdot fo^2}{10^4} \right]</math> dove <math>\alpha \ in \ dB/km</math> e <math>fo \ in \ kHz</math>; per <math>fo = 1.7 \ kHz</math> si ha <math>\alpha = 0.1 \ dB / km</math> ====[[Portata sonar passivo|Equazioni del sonar passivo]]==== *b1) <math>TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log BW =</math> <math>= 140 \ dB + 10 \ dB - 58 \ dB - 25 \ dB + 10 \cdot \log 2000 = 100 \ dB </math> Dopo il calcolo in b1) si computa ora la variazione del <math> TL </math> in funzione della distanza <math>R </math> e del coefficiente di assorbimento <math>\alpha</math>: *b2) <math> TL = 60 \ dB + 20 \cdot \log \ R + \alpha R = </math> <math>60 \ dB + 20 \log \ R + 0.1 \ R </math> ===== Determinazione grafica della portata di scoperta===== Tracciata , su carta millimetrata, la curva di <math>TL</math> secondo la b2) e la retta <math>TL</math> secondo la b1) in un sistema di assi cartesiani dove, posto <math> R</math> in ascisse e <math> TL </math> in ordinate, si ottiene il grafico riportato: [[File:sistemagraf.jpg|thumb|right|300px|Grafico risolutivo della portata di scoperta]] Dal punto d'intersezione tra le due curve si ricava il valore <math> R \approx 56 \ Km. </math> =====Esame del risultato ===== Il valore di <math> R </math> ottenuto dalla procedura numerico-grafica rappresenta la ''previsione'' della massima distanza di scoperta del bersaglio secondo le variabili generali ipotizzate per il sonar e la scelta fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di operatività sul campo, specifiche condizioni di rivelazione. ===II caso=== Il primo caso vede la scelta di <math> Pfa = 5 \% </math> fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di scoperta sul campo, la soglia di rivelazione <math> DT = 25 \ dB</math> affinché tale percentuale di falsi allarmi si verifichi, lasciando poi alle dimensioni delle altre variabili il concretizzarsi di un rapporto <math>Si/Ni </math> tale da consentire una probabilità di scoperta <math>Priv </math> del <math>90 \%.</math> Se l'operatore, a parità del valore <math> DT = 25 \ dB </math>, varia il livello di soglia accettando ad esempio un <math> Pfa = 10 \% </math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math> Priv </math> cresce dal <math>90 \% \ al \ 96 \%. </math> ===III caso=== Se l'operatore, sempre a parità del valore <math> DT </math> decide di ottenere una probabilità di falso allarme <math>Pfa = 1 \%</math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math>Priv </math> decresce dal <math> 90 \% \ al \ 75 \%. </math> Ne segue che l'operatore, in base alle condizioni sul campo, decide quale soglia di rivelazione impostare per ottimizzare la scoperta del bersaglio. Nelle condizioni esaminate si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza i dati esposti nel primo caso: ===IV Caso=== Se si desidera ottenere un miglioramento delle condizioni di scoperta riducendo la probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e contemporaneamente ottenere un incremento della probabilità di rivelazione <math>Priv </math> si deve agire sul <math> DT </math> al fine di migliorare il rapporto <math>S_i/N_i </math>. In questo caso si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza, ad esempio, i dati esposti nel primo caso: <math>S_i / N_i = 20 \ \log \ \ [ </math> <math> _4 { \sqrt { d / (2 \ Bw \ RC)}} \ \ ] = -8.2 \ dB </math> L'operatore può impostare un nuovo calcolo di previsione della portata al fine di osservare, dal solo punto di vista numerico, le condizioni di scoperta rispetto al I caso esaminato in precedenza, utilizzando le stesse variabili impiegate salvo il valore del <math> DT </math>che deve aggiornare per ottenere, ad esempio, <math> Pfa = 1 \% \ e \ Priv = 99 \%.</math> Dalle curve ROC si vede che una tale coppia di valori fa parte delle innumerevoli altre coppie relative ad un valore <math> d = 21 </math>; il nuovo valore del <math> DT \ per \ d = 21 </math> è <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 26.6 \ dB </math> Seguendo le sviluppo del calcolo eseguito nel I caso si ha: <math> R \approx 49 \ km </math> con valore di <math> Si/Ni = - 6.4 \ dB. </math> L'operatore quindi, ponendo la soglia per accettare una <math> Pfa = 1 \ %, </math> prevede la rivelazione del bersaglio alla distanza di <math>49 \ km </math> con una probabilità di scoperta di <math>Priv = 99\% </math>. Se la soglia viene regolata per un <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoperta, secondo le curve ROC, scende da <math> Priv = 99 \% \ a \ Priv = 94 \% </math>restando invariata la distanza di scoperta <math>R = 49 \ km</math>. L'operatore ha ottenuto, sulla carta, il miglioramento delle condizioni di scoperta pagando con una riduzione della distanza che è scesa da <math> R \approx 56 \ km \ a \ R \approx 49 \ km.</math> ==Osservazioni== Se confrontiamo i dati calcolati nel I caso con quelli elaborati di seguito vediamo che a parità di variabili, salvo il valore del <math> DT,</math> i risultati sono diversi pur restando le caratteristiche peculiari del sonar e le condizioni ambientali le stesse. La variazione del valore del <math> DT,</math> a seguito del cambiamento del <math> d \ </math> da <math> d = 9 \ </math> a <math> d = 21</math>, indica diverse possibilità di scoperta del bersaglio quando questo è più vicino che nel caso precedente. Infatti quando l'operatore, dopo aver eseguito i calcolo di previsione portata, si accinge alla reale scoperta del bersaglio, indipendentemente dal valore di <math>R</math> calcolato, può trovarsi con bersagli a distanze inferiori ad <math> R, </math> in tal caso potrà regolare la soglia per ridurre la probabilità di falso allarme ottenendo migliori probabilità di scoperta, oppure può trovare bersagli a distanza superiore ad <math> R </math> che, se possibile, consentiranno la scoperta con un falso allarme più elevato del precedente. ==Simulazione di operazione sul campo== [[File:Pfaprivdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curva <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math>]] Il processo che segue, diverso dalla scoperta del bersaglio, consiste nella simulazione di un controllo, con bersaglio certamente presente, per l'impostazione della soglia e la determinazione della probabilità di scoperta conseguente. Per meglio comprendere come giocano le variabili probabilistiche, <math> Pfa \ e \ Priv </math>, nella scoperta sonar è utile una simulazione di attività sul campo che si avvale del diagramma, <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math> , nel quale è tracciata una curva che mostra come varia il rapporto <math>S_i/N_i </math>, all'ingresso del rivelatore, in funzione della distanza <math> R.</math> La curva, ottenuta dall'elaborazione delle equazioni b1) e b2) del I caso, mostra come varia <math> S_i/N_i </math> con il variare della distanza <math> R </math> del bersaglio; quando la distanza aumenta si riduce l'intensità <math>S_i</math> del segnale ricevuto e peggiora quindi il rapporto <math>S_i/N_i.</math> La curva è tracciata per un sonar passivo ed un ambiente perfettamente identici a quelli esaminati nel I caso con il bersaglio, all'inizio della simulazione, alla distanza di <math>46 \ km.</math> Nella situazione iniziale, bersaglio a <math>46 \ km </math> curva mostra un rapporto <math> S_i/N_i = - 6 \ dB </math> al quale corrisponde, secondo la formula di paragrafo 2): <math>d = 2 \ BW \ RC \ (S_i/N_i)^4 = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.5)^4 = 25</math> . Se l'operatore imposta la soglia per accettare una probabilità di falso allarme <math>= 0.1 \ %, </math> essendo <math> d = 25 </math>, avrà una probabilità di scoperta <math> Priv = 97.67 \% </math> (vedi curve ROC ) Dopo il primo rilievo il bersaglio si allontana e si porta ad una distanza di <math>50 \ km </math>, alla quale, secondo la curva si ha <math>S_i/N_i = -7 \ dB </math> al quale corrisponde: <math>d = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.45)^4 = 16.</math> Se l'operatore lascia invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende da <math>Priv = 97.67 \% \ a \ Priv = 83.89. </math>(vedi curve ROC) Il bersaglio si porta ora a <math> 60 \ km </math>, a questa distanza risulta <math>Si/Ni = -10 \ dB </math> e il valore di <math>d</math> scende a: <math>d = 2 ( 2000 ) (0.1) (0.31)^4 = 3.7.</math> Se l'operatore lascia ancora invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende a <math>Priv = 13.86 \% </math>(vedi curve ROC) è chiaro a questo punto che l'operatore deve modificare la soglia per aumentare la probabilità di scoperta che altrimenti è irrilevante. Variando la soglia per <math>Pfa = 1 \% </math> si ha <math>Priv = 34.22 \% </math> (vedi curve ROC). Se l'operatore ritiene tale valore ancora troppo basso può impostare la soglia per <math>Pfa = 10 \% </math> ottenendo <math>Priv = 73.78 \%. </math> La simulazione del bersaglio in allontanamento può proseguire per distanze superiori a <math>60 \ km</math>; la procedura di calcolo resta quella ora mostrata. ==Note== === Esplicative === <references group="N"/> === Bibliografiche === <references/> == Bibliografia == * {{cita libro|autore= G. Pazienza|titolo=Fondamenti della localizzazione marina|editore=Studio grafico Restani |anno=1970 |cid=Pazienza }} * {{cita libro|lingua=en|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968 |cid=Urick}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''La correlazione''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=Del Turco}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''Sonar-principi-tecnologie-applicazioni''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=C. Del Turco}} <gallery widths="400" heights="200" perrow="2" mode="packed" caption="Testi scaricabili liberamente"> File:SONAR-Principi-Tecnologie-Applicazioni.pdf File:La correlazione.pdf </gallery> [[Categoria:onar]] <ref>{{cita | Urick | pp. 377 - 403}}.</ref> <ref group="N">Con <math> Priv </math> aydslywr2y60yljhnjk8kreln9m7co3 259891 259890 2022-08-19T12:40:41Z Funzioni di correlazione 24136 /* Sul tipo di rivelazione e le sue formule */ wikitext text/x-wiki Titolo: Variabili probabilistiche Pfa e Priv nella conduzione operativa del sonar [[File:Dtcdtcx.jpg|thumb|right|200px|Processo di conduzione operativa di un sonar]]{{Doppia immagine verticale|left|272dtcx.jpg|372dtcx.jpg|250|Video da P.C. con segnali e rumori in assenza di soglia di rivelazione |Video da P.C con soglia di rivelazione (zona oscurata)}} Nei calcoli della [[portata sonar passivo|portata di scoperta sonar]] sono sistematicamente introdotti il valore del <math>DT</math> ([[Soglia di rivelazione del sonar passivo|Soglia di rivelazione nella scoperta sonar]]) scegliendo, in base ai diversi esempi da svolgere, la larghezza di banda di ricezione <math>BW</math>, la costante d'integrazione <math>RC</math> ed infine il valore <math>d</math> legato ad una coppia di valori relativi alla probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e di scoperta <math>Priv</math>; tali scelte sono fatte senza approfondire il criterio d'impostazione del <math>DT</math>, da parte dell'operatore, non valutando le conseguenze che queste provochino sulle caratteristiche delle portate di scoperta. In questa voce alcuni esempi dei processi operativi che sono messi in atto nella conduzione del sonar, con l'impiego della soglia di rivelazione, nelle fasi di sorveglianza e/o attacco del sottomarino. ==Sul tipo di rivelazione e le sue formule == [[File:Corr1dtcxx.jpg|thumb|right|300px|Schema a blocchi di un correlatore a coincidenza dipolarità]] Per lo svolgimento degli esempi citati è necessario fissare alcuni punti sui sistemi di rivelazione dei segnali nel sonar e sulle formule di calcolo che li definiscono: *Le formule illustrate sono relative a sistemi di [[Correlazione tra segnali acustici|rivelazione dei segnali in correlazione]] del tipo a coincidenza di polarità *Le formule sono valide per piccoli rapporti segnale/disturbo indicati come: <math>Si/Ni</math> (misurati all'ingresso dei correlatori) *Le variabili, banda di ricezione e costante di tempo d'integrazione, sono riferite a <math> BW \ in \ Hz </math> (banda dei segnali da correlare) <math>RC \ in \ s. </math>(costante di tempo d'integrazione dei correlatori) *Per le variabili <math> BW \ e \ RC </math>di cui al punto terzo, pur nella disponibilità dell'operatore, non sono previste variazioni nell'analisi del I caso della seconda sezione. *La formula che esprime il <math> DT </math> (soglia di rivelazione) è espressa come segue: <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] </math> La variabile <math>d </math> di cui al punto precedente è dipendente da <math> Si/Ni </math> secondo l'espressione: <math> d = 2 \ BW \ RC \ (Si/Ni)^4 </math> *Dalla variabile <math> d </math> di cui al punto precedente dipendono innumerevoli coppie di valori statistici quali: <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) *Essendo <math> d </math> funzione di <math> Si/Ni </math> anche per tale rapporto dipendono, secondo le curve ROC (vedi sezione seguente): <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) ===Esposizione delle curve ROC=== [[File:rocdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curve ROC]] Diagramma per l'impiego delle curve ROC: *In ascisse la probabilità di falso allarme <math> Pfa </math> in % *In ordinate la probabilità di rivelazione <math> Priv </math> in % *Nel tracciato serie di <math>7</math> curve parametriche secondo <math>d \ </math> da <math> 0 </math> a <math>36</math> due esempi: Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 0.2 \% </math> si ha <math> d = 9</math> Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 2 \% </math> si ha <math> d = 4 </math> {{clear}} ==Esempi per il calcolo di previsione di portata del sonar == === I caso === Sono riportate di seguito, per un'analisi approfondita, le parti essenziali di un esempio riguardante soltanto le procedure di calcolo. Si supponga che l'operatore esegua il calcolo di previsione della portata del sonar secondo le caratteristiche dell'apparato e sulla base delle condizioni esterne. ====Valori delle variabili del sonar==== <math>F_1 \ ; \ F_2 \ </math> estremi di banda delle frequenze di ricezione: <math> F_1 = 1000 \ Hz \ ; \ F_2 = 3000 \ Hz</math> <math> f_o \ </math> frequenza media geometrica nella banda: <math> f_o = 1.7 \ kHz </math> <math> DI \ </math> guadagno di direttività della base ricevente: <math> DI = 10 \ dB </math> <math> RC </math> costante di tempo d'integrazione: <math> RC = 0.1 \ s </math> <math> BW \ </math> larghezza di banda del ricevitore: <math> BW = F_ 2 \ - \ F_1 = 2000 \ Hz</math> ====Valori assunti dall'operatore==== L'operatore vuole eseguire la ricerca del bersaglio con la probabilità di scoperta <math> Priv = 90 \% \ </math> accettando un falso allarme <math> Pfa = 5 \% </math>. Questa coppia di variabili probabilistiche è individuata sulle curve ROC per <math> d = 9 </math>, valore con il quale si calcola la soglia di rivelazione <math>DT</math> nella scoperta sonar . <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 5 \ \log \ [9 \cdot 2000 / (2 \cdot 0.1)] \approx 25 \ dB </math> ====Valori delle variabili dell'ambiente ==== *[[Trasmissione del suono in mare|Propagazione: tipo sferica]] *<math>SL</math> [[Rumori dei semoventi navali|sorgente del segnale]]: cacciatorpediniere di vecchia generazione che naviga a <math> 20 </math> nodi; dai tabulati in letteratura, per <math> f_o = 1.7 \ kHz</math> , si ha <math> SL = 140 \ dB / \mu \ Pa / Hz</math> *<math> NL </math> [[Rumore del mare nella scoperta sonar|forza del mare]] per <math>SS = 2</math> ; dai tabulati in letteratura, per <math> fo = 1.7 \ kHz,</math> si ha <math> NL = 58 \ dB / \mu \ Pa / Hz </math> *<math> \alpha </math> [[Trasmissione del suono in mare|Attenuazione per assorbimento secondo la legge di W H Thorp]]:<ref>{{cita|Thorp |pp 270}}.</ref> <math> \alpha = \left[ \frac{0.1 \cdot fo^2}{1 + fo^2} \right] + \left[ \frac{40\cdot fo^2}{4100 + fo^2} \right]+ \left[ \frac{2.75 \cdot fo^2}{10^4} \right]</math> dove <math>\alpha \ in \ dB/km</math> e <math>fo \ in \ kHz</math>; per <math>fo = 1.7 \ kHz</math> si ha <math>\alpha = 0.1 \ dB / km</math> ====[[Portata sonar passivo|Equazioni del sonar passivo]]==== *b1) <math>TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log BW =</math> <math>= 140 \ dB + 10 \ dB - 58 \ dB - 25 \ dB + 10 \cdot \log 2000 = 100 \ dB </math> Dopo il calcolo in b1) si computa ora la variazione del <math> TL </math> in funzione della distanza <math>R </math> e del coefficiente di assorbimento <math>\alpha</math>: *b2) <math> TL = 60 \ dB + 20 \cdot \log \ R + \alpha R = </math> <math>60 \ dB + 20 \log \ R + 0.1 \ R </math> ===== Determinazione grafica della portata di scoperta===== Tracciata , su carta millimetrata, la curva di <math>TL</math> secondo la b2) e la retta <math>TL</math> secondo la b1) in un sistema di assi cartesiani dove, posto <math> R</math> in ascisse e <math> TL </math> in ordinate, si ottiene il grafico riportato: [[File:sistemagraf.jpg|thumb|right|300px|Grafico risolutivo della portata di scoperta]] Dal punto d'intersezione tra le due curve si ricava il valore <math> R \approx 56 \ Km. </math> =====Esame del risultato ===== Il valore di <math> R </math> ottenuto dalla procedura numerico-grafica rappresenta la ''previsione'' della massima distanza di scoperta del bersaglio secondo le variabili generali ipotizzate per il sonar e la scelta fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di operatività sul campo, specifiche condizioni di rivelazione. ===II caso=== Il primo caso vede la scelta di <math> Pfa = 5 \% </math> fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di scoperta sul campo, la soglia di rivelazione <math> DT = 25 \ dB</math> affinché tale percentuale di falsi allarmi si verifichi, lasciando poi alle dimensioni delle altre variabili il concretizzarsi di un rapporto <math>Si/Ni </math> tale da consentire una probabilità di scoperta <math>Priv </math> del <math>90 \%.</math> Se l'operatore, a parità del valore <math> DT = 25 \ dB </math>, varia il livello di soglia accettando ad esempio un <math> Pfa = 10 \% </math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math> Priv </math> cresce dal <math>90 \% \ al \ 96 \%. </math> ===III caso=== Se l'operatore, sempre a parità del valore <math> DT </math> decide di ottenere una probabilità di falso allarme <math>Pfa = 1 \%</math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math>Priv </math> decresce dal <math> 90 \% \ al \ 75 \%. </math> Ne segue che l'operatore, in base alle condizioni sul campo, decide quale soglia di rivelazione impostare per ottimizzare la scoperta del bersaglio. Nelle condizioni esaminate si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza i dati esposti nel primo caso: ===IV Caso=== Se si desidera ottenere un miglioramento delle condizioni di scoperta riducendo la probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e contemporaneamente ottenere un incremento della probabilità di rivelazione <math>Priv </math> si deve agire sul <math> DT </math> al fine di migliorare il rapporto <math>S_i/N_i </math>. In questo caso si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza, ad esempio, i dati esposti nel primo caso: <math>S_i / N_i = 20 \ \log \ \ [ </math> <math> _4 { \sqrt { d / (2 \ Bw \ RC)}} \ \ ] = -8.2 \ dB </math> L'operatore può impostare un nuovo calcolo di previsione della portata al fine di osservare, dal solo punto di vista numerico, le condizioni di scoperta rispetto al I caso esaminato in precedenza, utilizzando le stesse variabili impiegate salvo il valore del <math> DT </math>che deve aggiornare per ottenere, ad esempio, <math> Pfa = 1 \% \ e \ Priv = 99 \%.</math> Dalle curve ROC si vede che una tale coppia di valori fa parte delle innumerevoli altre coppie relative ad un valore <math> d = 21 </math>; il nuovo valore del <math> DT \ per \ d = 21 </math> è <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 26.6 \ dB </math> Seguendo le sviluppo del calcolo eseguito nel I caso si ha: <math> R \approx 49 \ km </math> con valore di <math> Si/Ni = - 6.4 \ dB. </math> L'operatore quindi, ponendo la soglia per accettare una <math> Pfa = 1 \ %, </math> prevede la rivelazione del bersaglio alla distanza di <math>49 \ km </math> con una probabilità di scoperta di <math>Priv = 99\% </math>. Se la soglia viene regolata per un <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoperta, secondo le curve ROC, scende da <math> Priv = 99 \% \ a \ Priv = 94 \% </math>restando invariata la distanza di scoperta <math>R = 49 \ km</math>. L'operatore ha ottenuto, sulla carta, il miglioramento delle condizioni di scoperta pagando con una riduzione della distanza che è scesa da <math> R \approx 56 \ km \ a \ R \approx 49 \ km.</math> ==Osservazioni== Se confrontiamo i dati calcolati nel I caso con quelli elaborati di seguito vediamo che a parità di variabili, salvo il valore del <math> DT,</math> i risultati sono diversi pur restando le caratteristiche peculiari del sonar e le condizioni ambientali le stesse. La variazione del valore del <math> DT,</math> a seguito del cambiamento del <math> d \ </math> da <math> d = 9 \ </math> a <math> d = 21</math>, indica diverse possibilità di scoperta del bersaglio quando questo è più vicino che nel caso precedente. Infatti quando l'operatore, dopo aver eseguito i calcolo di previsione portata, si accinge alla reale scoperta del bersaglio, indipendentemente dal valore di <math>R</math> calcolato, può trovarsi con bersagli a distanze inferiori ad <math> R, </math> in tal caso potrà regolare la soglia per ridurre la probabilità di falso allarme ottenendo migliori probabilità di scoperta, oppure può trovare bersagli a distanza superiore ad <math> R </math> che, se possibile, consentiranno la scoperta con un falso allarme più elevato del precedente. ==Simulazione di operazione sul campo== [[File:Pfaprivdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curva <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math>]] Il processo che segue, diverso dalla scoperta del bersaglio, consiste nella simulazione di un controllo, con bersaglio certamente presente, per l'impostazione della soglia e la determinazione della probabilità di scoperta conseguente. Per meglio comprendere come giocano le variabili probabilistiche, <math> Pfa \ e \ Priv </math>, nella scoperta sonar è utile una simulazione di attività sul campo che si avvale del diagramma, <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math> , nel quale è tracciata una curva che mostra come varia il rapporto <math>S_i/N_i </math>, all'ingresso del rivelatore, in funzione della distanza <math> R.</math> La curva, ottenuta dall'elaborazione delle equazioni b1) e b2) del I caso, mostra come varia <math> S_i/N_i </math> con il variare della distanza <math> R </math> del bersaglio; quando la distanza aumenta si riduce l'intensità <math>S_i</math> del segnale ricevuto e peggiora quindi il rapporto <math>S_i/N_i.</math> La curva è tracciata per un sonar passivo ed un ambiente perfettamente identici a quelli esaminati nel I caso con il bersaglio, all'inizio della simulazione, alla distanza di <math>46 \ km.</math> Nella situazione iniziale, bersaglio a <math>46 \ km </math> curva mostra un rapporto <math> S_i/N_i = - 6 \ dB </math> al quale corrisponde, secondo la formula di paragrafo 2): <math>d = 2 \ BW \ RC \ (S_i/N_i)^4 = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.5)^4 = 25</math> . Se l'operatore imposta la soglia per accettare una probabilità di falso allarme <math>= 0.1 \ %, </math> essendo <math> d = 25 </math>, avrà una probabilità di scoperta <math> Priv = 97.67 \% </math> (vedi curve ROC ) Dopo il primo rilievo il bersaglio si allontana e si porta ad una distanza di <math>50 \ km </math>, alla quale, secondo la curva si ha <math>S_i/N_i = -7 \ dB </math> al quale corrisponde: <math>d = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.45)^4 = 16.</math> Se l'operatore lascia invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende da <math>Priv = 97.67 \% \ a \ Priv = 83.89. </math>(vedi curve ROC) Il bersaglio si porta ora a <math> 60 \ km </math>, a questa distanza risulta <math>Si/Ni = -10 \ dB </math> e il valore di <math>d</math> scende a: <math>d = 2 ( 2000 ) (0.1) (0.31)^4 = 3.7.</math> Se l'operatore lascia ancora invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende a <math>Priv = 13.86 \% </math>(vedi curve ROC) è chiaro a questo punto che l'operatore deve modificare la soglia per aumentare la probabilità di scoperta che altrimenti è irrilevante. Variando la soglia per <math>Pfa = 1 \% </math> si ha <math>Priv = 34.22 \% </math> (vedi curve ROC). Se l'operatore ritiene tale valore ancora troppo basso può impostare la soglia per <math>Pfa = 10 \% </math> ottenendo <math>Priv = 73.78 \%. </math> La simulazione del bersaglio in allontanamento può proseguire per distanze superiori a <math>60 \ km</math>; la procedura di calcolo resta quella ora mostrata. ==Note== === Esplicative === <references group="N"/> === Bibliografiche === <references/> == Bibliografia == * {{cita libro|autore= G. Pazienza|titolo=Fondamenti della localizzazione marina|editore=Studio grafico Restani |anno=1970 |cid=Pazienza }} * {{cita libro|lingua=en|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968 |cid=Urick}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''La correlazione''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=Del Turco}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''Sonar-principi-tecnologie-applicazioni''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=C. Del Turco}} <gallery widths="400" heights="200" perrow="2" mode="packed" caption="Testi scaricabili liberamente"> File:SONAR-Principi-Tecnologie-Applicazioni.pdf File:La correlazione.pdf </gallery> [[Categoria:onar]] <ref>{{cita | Urick | pp. 377 - 403}}.</ref> <ref group="N">Con <math> Priv </math> b30e18631mx36l69v5ymeqqqma1jd9q 259892 259891 2022-08-19T12:49:14Z Funzioni di correlazione 24136 /* Esame del risultato */ wikitext text/x-wiki Titolo: Variabili probabilistiche Pfa e Priv nella conduzione operativa del sonar [[File:Dtcdtcx.jpg|thumb|right|200px|Processo di conduzione operativa di un sonar]]{{Doppia immagine verticale|left|272dtcx.jpg|372dtcx.jpg|250|Video da P.C. con segnali e rumori in assenza di soglia di rivelazione |Video da P.C con soglia di rivelazione (zona oscurata)}} Nei calcoli della [[portata sonar passivo|portata di scoperta sonar]] sono sistematicamente introdotti il valore del <math>DT</math> ([[Soglia di rivelazione del sonar passivo|Soglia di rivelazione nella scoperta sonar]]) scegliendo, in base ai diversi esempi da svolgere, la larghezza di banda di ricezione <math>BW</math>, la costante d'integrazione <math>RC</math> ed infine il valore <math>d</math> legato ad una coppia di valori relativi alla probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e di scoperta <math>Priv</math>; tali scelte sono fatte senza approfondire il criterio d'impostazione del <math>DT</math>, da parte dell'operatore, non valutando le conseguenze che queste provochino sulle caratteristiche delle portate di scoperta. In questa voce alcuni esempi dei processi operativi che sono messi in atto nella conduzione del sonar, con l'impiego della soglia di rivelazione, nelle fasi di sorveglianza e/o attacco del sottomarino. ==Sul tipo di rivelazione e le sue formule == [[File:Corr1dtcxx.jpg|thumb|right|300px|Schema a blocchi di un correlatore a coincidenza dipolarità]] Per lo svolgimento degli esempi citati è necessario fissare alcuni punti sui sistemi di rivelazione dei segnali nel sonar e sulle formule di calcolo che li definiscono: *Le formule illustrate sono relative a sistemi di [[Correlazione tra segnali acustici|rivelazione dei segnali in correlazione]] del tipo a coincidenza di polarità *Le formule sono valide per piccoli rapporti segnale/disturbo indicati come: <math>Si/Ni</math> (misurati all'ingresso dei correlatori) *Le variabili, banda di ricezione e costante di tempo d'integrazione, sono riferite a <math> BW \ in \ Hz </math> (banda dei segnali da correlare) <math>RC \ in \ s. </math>(costante di tempo d'integrazione dei correlatori) *Per le variabili <math> BW \ e \ RC </math>di cui al punto terzo, pur nella disponibilità dell'operatore, non sono previste variazioni nell'analisi del I caso della seconda sezione. *La formula che esprime il <math> DT </math> (soglia di rivelazione) è espressa come segue: <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] </math> La variabile <math>d </math> di cui al punto precedente è dipendente da <math> Si/Ni </math> secondo l'espressione: <math> d = 2 \ BW \ RC \ (Si/Ni)^4 </math> *Dalla variabile <math> d </math> di cui al punto precedente dipendono innumerevoli coppie di valori statistici quali: <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) *Essendo <math> d </math> funzione di <math> Si/Ni </math> anche per tale rapporto dipendono, secondo le curve ROC (vedi sezione seguente): <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) ===Esposizione delle curve ROC=== [[File:rocdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curve ROC]] Diagramma per l'impiego delle curve ROC: *In ascisse la probabilità di falso allarme <math> Pfa </math> in % *In ordinate la probabilità di rivelazione <math> Priv </math> in % *Nel tracciato serie di <math>7</math> curve parametriche secondo <math>d \ </math> da <math> 0 </math> a <math>36</math> due esempi: Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 0.2 \% </math> si ha <math> d = 9</math> Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 2 \% </math> si ha <math> d = 4 </math> {{clear}} ==Esempi per il calcolo di previsione di portata del sonar == === I caso === Sono riportate di seguito, per un'analisi approfondita, le parti essenziali di un esempio riguardante soltanto le procedure di calcolo. Si supponga che l'operatore esegua il calcolo di previsione della portata del sonar secondo le caratteristiche dell'apparato e sulla base delle condizioni esterne. ====Valori delle variabili del sonar==== <math>F_1 \ ; \ F_2 \ </math> estremi di banda delle frequenze di ricezione: <math> F_1 = 1000 \ Hz \ ; \ F_2 = 3000 \ Hz</math> <math> f_o \ </math> frequenza media geometrica nella banda: <math> f_o = 1.7 \ kHz </math> <math> DI \ </math> guadagno di direttività della base ricevente: <math> DI = 10 \ dB </math> <math> RC </math> costante di tempo d'integrazione: <math> RC = 0.1 \ s </math> <math> BW \ </math> larghezza di banda del ricevitore: <math> BW = F_ 2 \ - \ F_1 = 2000 \ Hz</math> ====Valori assunti dall'operatore==== L'operatore vuole eseguire la ricerca del bersaglio con la probabilità di scoperta <math> Priv = 90 \% \ </math> accettando un falso allarme <math> Pfa = 5 \% </math>. Questa coppia di variabili probabilistiche è individuata sulle curve ROC per <math> d = 9 </math>, valore con il quale si calcola la soglia di rivelazione <math>DT</math> nella scoperta sonar . <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 5 \ \log \ [9 \cdot 2000 / (2 \cdot 0.1)] \approx 25 \ dB </math> ====Valori delle variabili dell'ambiente ==== *[[Trasmissione del suono in mare|Propagazione: tipo sferica]] *<math>SL</math> [[Rumori dei semoventi navali|sorgente del segnale]]: cacciatorpediniere di vecchia generazione che naviga a <math> 20 </math> nodi; dai tabulati in letteratura, per <math> f_o = 1.7 \ kHz</math> , si ha <math> SL = 140 \ dB / \mu \ Pa / Hz</math> *<math> NL </math> [[Rumore del mare nella scoperta sonar|forza del mare]] per <math>SS = 2</math> ; dai tabulati in letteratura, per <math> fo = 1.7 \ kHz,</math> si ha <math> NL = 58 \ dB / \mu \ Pa / Hz </math> *<math> \alpha </math> [[Trasmissione del suono in mare|Attenuazione per assorbimento secondo la legge di W H Thorp]]:<ref>{{cita|Thorp |pp 270}}.</ref> <math> \alpha = \left[ \frac{0.1 \cdot fo^2}{1 + fo^2} \right] + \left[ \frac{40\cdot fo^2}{4100 + fo^2} \right]+ \left[ \frac{2.75 \cdot fo^2}{10^4} \right]</math> dove <math>\alpha \ in \ dB/km</math> e <math>fo \ in \ kHz</math>; per <math>fo = 1.7 \ kHz</math> si ha <math>\alpha = 0.1 \ dB / km</math> ====[[Portata sonar passivo|Equazioni del sonar passivo]]==== *b1) <math>TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log BW =</math> <math>= 140 \ dB + 10 \ dB - 58 \ dB - 25 \ dB + 10 \cdot \log 2000 = 100 \ dB </math> Dopo il calcolo in b1) si computa ora la variazione del <math> TL </math> in funzione della distanza <math>R </math> e del coefficiente di assorbimento <math>\alpha</math>: *b2) <math> TL = 60 \ dB + 20 \cdot \log \ R + \alpha R = </math> <math>60 \ dB + 20 \log \ R + 0.1 \ R </math> ===== Determinazione grafica della portata di scoperta===== Tracciata , su carta millimetrata, la curva di <math>TL</math> secondo la b2) e la retta <math>TL</math> secondo la b1) in un sistema di assi cartesiani dove, posto <math> R</math> in ascisse e <math> TL </math> in ordinate, si ottiene il grafico riportato: [[File:sistemagraf.jpg|thumb|right|300px|Grafico risolutivo della portata di scoperta]] Dal punto d'intersezione tra le due curve si ricava il valore <math> R \approx 56 \ Km. </math> =====Esame del risultato ===== Il valore di <math> R </math> ottenuto dalla procedura numerico-grafica rappresenta la ''previsione'' della massima distanza di scoperta del bersaglio secondo le variabili generali ipotizzate per il sonar e la scelta fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di operatività sul campo, specifiche condizioni di rivelazione: ''<math> Priv = 90 \% \ Pfa = 5 \% </math>''. ===II caso=== Il primo caso vede la scelta di <math> Pfa = 5 \% </math> fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di scoperta sul campo, la soglia di rivelazione <math> DT = 25 \ dB</math> affinché tale percentuale di falsi allarmi si verifichi, lasciando poi alle dimensioni delle altre variabili il concretizzarsi di un rapporto <math>Si/Ni </math> tale da consentire una probabilità di scoperta <math>Priv </math> del <math>90 \%.</math> Se l'operatore, a parità del valore <math> DT = 25 \ dB </math>, varia il livello di soglia accettando ad esempio un <math> Pfa = 10 \% </math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math> Priv </math> cresce dal <math>90 \% \ al \ 96 \%. </math> ===III caso=== Se l'operatore, sempre a parità del valore <math> DT </math> decide di ottenere una probabilità di falso allarme <math>Pfa = 1 \%</math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math>Priv </math> decresce dal <math> 90 \% \ al \ 75 \%. </math> Ne segue che l'operatore, in base alle condizioni sul campo, decide quale soglia di rivelazione impostare per ottimizzare la scoperta del bersaglio. Nelle condizioni esaminate si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza i dati esposti nel primo caso: ===IV Caso=== Se si desidera ottenere un miglioramento delle condizioni di scoperta riducendo la probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e contemporaneamente ottenere un incremento della probabilità di rivelazione <math>Priv </math> si deve agire sul <math> DT </math> al fine di migliorare il rapporto <math>S_i/N_i </math>. In questo caso si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza, ad esempio, i dati esposti nel primo caso: <math>S_i / N_i = 20 \ \log \ \ [ </math> <math> _4 { \sqrt { d / (2 \ Bw \ RC)}} \ \ ] = -8.2 \ dB </math> L'operatore può impostare un nuovo calcolo di previsione della portata al fine di osservare, dal solo punto di vista numerico, le condizioni di scoperta rispetto al I caso esaminato in precedenza, utilizzando le stesse variabili impiegate salvo il valore del <math> DT </math>che deve aggiornare per ottenere, ad esempio, <math> Pfa = 1 \% \ e \ Priv = 99 \%.</math> Dalle curve ROC si vede che una tale coppia di valori fa parte delle innumerevoli altre coppie relative ad un valore <math> d = 21 </math>; il nuovo valore del <math> DT \ per \ d = 21 </math> è <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 26.6 \ dB </math> Seguendo le sviluppo del calcolo eseguito nel I caso si ha: <math> R \approx 49 \ km </math> con valore di <math> Si/Ni = - 6.4 \ dB. </math> L'operatore quindi, ponendo la soglia per accettare una <math> Pfa = 1 \ %, </math> prevede la rivelazione del bersaglio alla distanza di <math>49 \ km </math> con una probabilità di scoperta di <math>Priv = 99\% </math>. Se la soglia viene regolata per un <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoperta, secondo le curve ROC, scende da <math> Priv = 99 \% \ a \ Priv = 94 \% </math>restando invariata la distanza di scoperta <math>R = 49 \ km</math>. L'operatore ha ottenuto, sulla carta, il miglioramento delle condizioni di scoperta pagando con una riduzione della distanza che è scesa da <math> R \approx 56 \ km \ a \ R \approx 49 \ km.</math> ==Osservazioni== Se confrontiamo i dati calcolati nel I caso con quelli elaborati di seguito vediamo che a parità di variabili, salvo il valore del <math> DT,</math> i risultati sono diversi pur restando le caratteristiche peculiari del sonar e le condizioni ambientali le stesse. La variazione del valore del <math> DT,</math> a seguito del cambiamento del <math> d \ </math> da <math> d = 9 \ </math> a <math> d = 21</math>, indica diverse possibilità di scoperta del bersaglio quando questo è più vicino che nel caso precedente. Infatti quando l'operatore, dopo aver eseguito i calcolo di previsione portata, si accinge alla reale scoperta del bersaglio, indipendentemente dal valore di <math>R</math> calcolato, può trovarsi con bersagli a distanze inferiori ad <math> R, </math> in tal caso potrà regolare la soglia per ridurre la probabilità di falso allarme ottenendo migliori probabilità di scoperta, oppure può trovare bersagli a distanza superiore ad <math> R </math> che, se possibile, consentiranno la scoperta con un falso allarme più elevato del precedente. ==Simulazione di operazione sul campo== [[File:Pfaprivdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curva <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math>]] Il processo che segue, diverso dalla scoperta del bersaglio, consiste nella simulazione di un controllo, con bersaglio certamente presente, per l'impostazione della soglia e la determinazione della probabilità di scoperta conseguente. Per meglio comprendere come giocano le variabili probabilistiche, <math> Pfa \ e \ Priv </math>, nella scoperta sonar è utile una simulazione di attività sul campo che si avvale del diagramma, <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math> , nel quale è tracciata una curva che mostra come varia il rapporto <math>S_i/N_i </math>, all'ingresso del rivelatore, in funzione della distanza <math> R.</math> La curva, ottenuta dall'elaborazione delle equazioni b1) e b2) del I caso, mostra come varia <math> S_i/N_i </math> con il variare della distanza <math> R </math> del bersaglio; quando la distanza aumenta si riduce l'intensità <math>S_i</math> del segnale ricevuto e peggiora quindi il rapporto <math>S_i/N_i.</math> La curva è tracciata per un sonar passivo ed un ambiente perfettamente identici a quelli esaminati nel I caso con il bersaglio, all'inizio della simulazione, alla distanza di <math>46 \ km.</math> Nella situazione iniziale, bersaglio a <math>46 \ km </math> curva mostra un rapporto <math> S_i/N_i = - 6 \ dB </math> al quale corrisponde, secondo la formula di paragrafo 2): <math>d = 2 \ BW \ RC \ (S_i/N_i)^4 = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.5)^4 = 25</math> . Se l'operatore imposta la soglia per accettare una probabilità di falso allarme <math>= 0.1 \ %, </math> essendo <math> d = 25 </math>, avrà una probabilità di scoperta <math> Priv = 97.67 \% </math> (vedi curve ROC ) Dopo il primo rilievo il bersaglio si allontana e si porta ad una distanza di <math>50 \ km </math>, alla quale, secondo la curva si ha <math>S_i/N_i = -7 \ dB </math> al quale corrisponde: <math>d = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.45)^4 = 16.</math> Se l'operatore lascia invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende da <math>Priv = 97.67 \% \ a \ Priv = 83.89. </math>(vedi curve ROC) Il bersaglio si porta ora a <math> 60 \ km </math>, a questa distanza risulta <math>Si/Ni = -10 \ dB </math> e il valore di <math>d</math> scende a: <math>d = 2 ( 2000 ) (0.1) (0.31)^4 = 3.7.</math> Se l'operatore lascia ancora invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende a <math>Priv = 13.86 \% </math>(vedi curve ROC) è chiaro a questo punto che l'operatore deve modificare la soglia per aumentare la probabilità di scoperta che altrimenti è irrilevante. Variando la soglia per <math>Pfa = 1 \% </math> si ha <math>Priv = 34.22 \% </math> (vedi curve ROC). Se l'operatore ritiene tale valore ancora troppo basso può impostare la soglia per <math>Pfa = 10 \% </math> ottenendo <math>Priv = 73.78 \%. </math> La simulazione del bersaglio in allontanamento può proseguire per distanze superiori a <math>60 \ km</math>; la procedura di calcolo resta quella ora mostrata. ==Note== === Esplicative === <references group="N"/> === Bibliografiche === <references/> == Bibliografia == * {{cita libro|autore= G. Pazienza|titolo=Fondamenti della localizzazione marina|editore=Studio grafico Restani |anno=1970 |cid=Pazienza }} * {{cita libro|lingua=en|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968 |cid=Urick}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''La correlazione''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=Del Turco}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''Sonar-principi-tecnologie-applicazioni''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=C. Del Turco}} <gallery widths="400" heights="200" perrow="2" mode="packed" caption="Testi scaricabili liberamente"> File:SONAR-Principi-Tecnologie-Applicazioni.pdf File:La correlazione.pdf </gallery> [[Categoria:onar]] <ref>{{cita | Urick | pp. 377 - 403}}.</ref> <ref group="N">Con <math> Priv </math> kdrajvudx904g8w4r0p7ey5klmvdjmd 259893 259892 2022-08-19T12:53:35Z Funzioni di correlazione 24136 /* Bibliografia */ wikitext text/x-wiki Titolo: Variabili probabilistiche Pfa e Priv nella conduzione operativa del sonar [[File:Dtcdtcx.jpg|thumb|right|200px|Processo di conduzione operativa di un sonar]]{{Doppia immagine verticale|left|272dtcx.jpg|372dtcx.jpg|250|Video da P.C. con segnali e rumori in assenza di soglia di rivelazione |Video da P.C con soglia di rivelazione (zona oscurata)}} Nei calcoli della [[portata sonar passivo|portata di scoperta sonar]] sono sistematicamente introdotti il valore del <math>DT</math> ([[Soglia di rivelazione del sonar passivo|Soglia di rivelazione nella scoperta sonar]]) scegliendo, in base ai diversi esempi da svolgere, la larghezza di banda di ricezione <math>BW</math>, la costante d'integrazione <math>RC</math> ed infine il valore <math>d</math> legato ad una coppia di valori relativi alla probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e di scoperta <math>Priv</math>; tali scelte sono fatte senza approfondire il criterio d'impostazione del <math>DT</math>, da parte dell'operatore, non valutando le conseguenze che queste provochino sulle caratteristiche delle portate di scoperta. In questa voce alcuni esempi dei processi operativi che sono messi in atto nella conduzione del sonar, con l'impiego della soglia di rivelazione, nelle fasi di sorveglianza e/o attacco del sottomarino. ==Sul tipo di rivelazione e le sue formule == [[File:Corr1dtcxx.jpg|thumb|right|300px|Schema a blocchi di un correlatore a coincidenza dipolarità]] Per lo svolgimento degli esempi citati è necessario fissare alcuni punti sui sistemi di rivelazione dei segnali nel sonar e sulle formule di calcolo che li definiscono: *Le formule illustrate sono relative a sistemi di [[Correlazione tra segnali acustici|rivelazione dei segnali in correlazione]] del tipo a coincidenza di polarità *Le formule sono valide per piccoli rapporti segnale/disturbo indicati come: <math>Si/Ni</math> (misurati all'ingresso dei correlatori) *Le variabili, banda di ricezione e costante di tempo d'integrazione, sono riferite a <math> BW \ in \ Hz </math> (banda dei segnali da correlare) <math>RC \ in \ s. </math>(costante di tempo d'integrazione dei correlatori) *Per le variabili <math> BW \ e \ RC </math>di cui al punto terzo, pur nella disponibilità dell'operatore, non sono previste variazioni nell'analisi del I caso della seconda sezione. *La formula che esprime il <math> DT </math> (soglia di rivelazione) è espressa come segue: <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] </math> La variabile <math>d </math> di cui al punto precedente è dipendente da <math> Si/Ni </math> secondo l'espressione: <math> d = 2 \ BW \ RC \ (Si/Ni)^4 </math> *Dalla variabile <math> d </math> di cui al punto precedente dipendono innumerevoli coppie di valori statistici quali: <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) *Essendo <math> d </math> funzione di <math> Si/Ni </math> anche per tale rapporto dipendono, secondo le curve ROC (vedi sezione seguente): <math> Pfa \ </math> ( probabilità percentuale di falso allarme), <math> Priv \ </math>(probabilità percentuale di rivelazione) ===Esposizione delle curve ROC=== [[File:rocdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curve ROC]] Diagramma per l'impiego delle curve ROC: *In ascisse la probabilità di falso allarme <math> Pfa </math> in % *In ordinate la probabilità di rivelazione <math> Priv </math> in % *Nel tracciato serie di <math>7</math> curve parametriche secondo <math>d \ </math> da <math> 0 </math> a <math>36</math> due esempi: Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 0.2 \% </math> si ha <math> d = 9</math> Per <math> Priv = 50 \% \ e \ Pfa = 2 \% </math> si ha <math> d = 4 </math> {{clear}} ==Esempi per il calcolo di previsione di portata del sonar == === I caso === Sono riportate di seguito, per un'analisi approfondita, le parti essenziali di un esempio riguardante soltanto le procedure di calcolo. Si supponga che l'operatore esegua il calcolo di previsione della portata del sonar secondo le caratteristiche dell'apparato e sulla base delle condizioni esterne. ====Valori delle variabili del sonar==== <math>F_1 \ ; \ F_2 \ </math> estremi di banda delle frequenze di ricezione: <math> F_1 = 1000 \ Hz \ ; \ F_2 = 3000 \ Hz</math> <math> f_o \ </math> frequenza media geometrica nella banda: <math> f_o = 1.7 \ kHz </math> <math> DI \ </math> guadagno di direttività della base ricevente: <math> DI = 10 \ dB </math> <math> RC </math> costante di tempo d'integrazione: <math> RC = 0.1 \ s </math> <math> BW \ </math> larghezza di banda del ricevitore: <math> BW = F_ 2 \ - \ F_1 = 2000 \ Hz</math> ====Valori assunti dall'operatore==== L'operatore vuole eseguire la ricerca del bersaglio con la probabilità di scoperta <math> Priv = 90 \% \ </math> accettando un falso allarme <math> Pfa = 5 \% </math>. Questa coppia di variabili probabilistiche è individuata sulle curve ROC per <math> d = 9 </math>, valore con il quale si calcola la soglia di rivelazione <math>DT</math> nella scoperta sonar . <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 5 \ \log \ [9 \cdot 2000 / (2 \cdot 0.1)] \approx 25 \ dB </math> ====Valori delle variabili dell'ambiente ==== *[[Trasmissione del suono in mare|Propagazione: tipo sferica]] *<math>SL</math> [[Rumori dei semoventi navali|sorgente del segnale]]: cacciatorpediniere di vecchia generazione che naviga a <math> 20 </math> nodi; dai tabulati in letteratura, per <math> f_o = 1.7 \ kHz</math> , si ha <math> SL = 140 \ dB / \mu \ Pa / Hz</math> *<math> NL </math> [[Rumore del mare nella scoperta sonar|forza del mare]] per <math>SS = 2</math> ; dai tabulati in letteratura, per <math> fo = 1.7 \ kHz,</math> si ha <math> NL = 58 \ dB / \mu \ Pa / Hz </math> *<math> \alpha </math> [[Trasmissione del suono in mare|Attenuazione per assorbimento secondo la legge di W H Thorp]]:<ref>{{cita|Thorp |pp 270}}.</ref> <math> \alpha = \left[ \frac{0.1 \cdot fo^2}{1 + fo^2} \right] + \left[ \frac{40\cdot fo^2}{4100 + fo^2} \right]+ \left[ \frac{2.75 \cdot fo^2}{10^4} \right]</math> dove <math>\alpha \ in \ dB/km</math> e <math>fo \ in \ kHz</math>; per <math>fo = 1.7 \ kHz</math> si ha <math>\alpha = 0.1 \ dB / km</math> ====[[Portata sonar passivo|Equazioni del sonar passivo]]==== *b1) <math>TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log BW =</math> <math>= 140 \ dB + 10 \ dB - 58 \ dB - 25 \ dB + 10 \cdot \log 2000 = 100 \ dB </math> Dopo il calcolo in b1) si computa ora la variazione del <math> TL </math> in funzione della distanza <math>R </math> e del coefficiente di assorbimento <math>\alpha</math>: *b2) <math> TL = 60 \ dB + 20 \cdot \log \ R + \alpha R = </math> <math>60 \ dB + 20 \log \ R + 0.1 \ R </math> ===== Determinazione grafica della portata di scoperta===== Tracciata , su carta millimetrata, la curva di <math>TL</math> secondo la b2) e la retta <math>TL</math> secondo la b1) in un sistema di assi cartesiani dove, posto <math> R</math> in ascisse e <math> TL </math> in ordinate, si ottiene il grafico riportato: [[File:sistemagraf.jpg|thumb|right|300px|Grafico risolutivo della portata di scoperta]] Dal punto d'intersezione tra le due curve si ricava il valore <math> R \approx 56 \ Km. </math> =====Esame del risultato ===== Il valore di <math> R </math> ottenuto dalla procedura numerico-grafica rappresenta la ''previsione'' della massima distanza di scoperta del bersaglio secondo le variabili generali ipotizzate per il sonar e la scelta fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di operatività sul campo, specifiche condizioni di rivelazione: ''<math> Priv = 90 \% \ Pfa = 5 \% </math>''. ===II caso=== Il primo caso vede la scelta di <math> Pfa = 5 \% </math> fatta dall'operatore con l'intenzione d'impostare, in fase di scoperta sul campo, la soglia di rivelazione <math> DT = 25 \ dB</math> affinché tale percentuale di falsi allarmi si verifichi, lasciando poi alle dimensioni delle altre variabili il concretizzarsi di un rapporto <math>Si/Ni </math> tale da consentire una probabilità di scoperta <math>Priv </math> del <math>90 \%.</math> Se l'operatore, a parità del valore <math> DT = 25 \ dB </math>, varia il livello di soglia accettando ad esempio un <math> Pfa = 10 \% </math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math> Priv </math> cresce dal <math>90 \% \ al \ 96 \%. </math> ===III caso=== Se l'operatore, sempre a parità del valore <math> DT </math> decide di ottenere una probabilità di falso allarme <math>Pfa = 1 \%</math> la portata resta inalterata per <math> R \approx 56 \ km </math> ma, secondo le curve ROC, la probabilità di scoperta <math>Priv </math> decresce dal <math> 90 \% \ al \ 75 \%. </math> Ne segue che l'operatore, in base alle condizioni sul campo, decide quale soglia di rivelazione impostare per ottimizzare la scoperta del bersaglio. Nelle condizioni esaminate si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza i dati esposti nel primo caso: ===IV Caso=== Se si desidera ottenere un miglioramento delle condizioni di scoperta riducendo la probabilità di falso allarme <math>Pfa</math> e contemporaneamente ottenere un incremento della probabilità di rivelazione <math>Priv </math> si deve agire sul <math> DT </math> al fine di migliorare il rapporto <math>S_i/N_i </math>. In questo caso si può calcolare il rapporto <math>S_i/N_i</math> all'ingresso del sistema di rivelazione secondo l'espressione che utilizza, ad esempio, i dati esposti nel primo caso: <math>S_i / N_i = 20 \ \log \ \ [ </math> <math> _4 { \sqrt { d / (2 \ Bw \ RC)}} \ \ ] = -8.2 \ dB </math> L'operatore può impostare un nuovo calcolo di previsione della portata al fine di osservare, dal solo punto di vista numerico, le condizioni di scoperta rispetto al I caso esaminato in precedenza, utilizzando le stesse variabili impiegate salvo il valore del <math> DT </math>che deve aggiornare per ottenere, ad esempio, <math> Pfa = 1 \% \ e \ Priv = 99 \%.</math> Dalle curve ROC si vede che una tale coppia di valori fa parte delle innumerevoli altre coppie relative ad un valore <math> d = 21 </math>; il nuovo valore del <math> DT \ per \ d = 21 </math> è <math> DT = 5 \ \log \ [ d \ BW / (2 \ RC) ] = 26.6 \ dB </math> Seguendo le sviluppo del calcolo eseguito nel I caso si ha: <math> R \approx 49 \ km </math> con valore di <math> Si/Ni = - 6.4 \ dB. </math> L'operatore quindi, ponendo la soglia per accettare una <math> Pfa = 1 \ %, </math> prevede la rivelazione del bersaglio alla distanza di <math>49 \ km </math> con una probabilità di scoperta di <math>Priv = 99\% </math>. Se la soglia viene regolata per un <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoperta, secondo le curve ROC, scende da <math> Priv = 99 \% \ a \ Priv = 94 \% </math>restando invariata la distanza di scoperta <math>R = 49 \ km</math>. L'operatore ha ottenuto, sulla carta, il miglioramento delle condizioni di scoperta pagando con una riduzione della distanza che è scesa da <math> R \approx 56 \ km \ a \ R \approx 49 \ km.</math> ==Osservazioni== Se confrontiamo i dati calcolati nel I caso con quelli elaborati di seguito vediamo che a parità di variabili, salvo il valore del <math> DT,</math> i risultati sono diversi pur restando le caratteristiche peculiari del sonar e le condizioni ambientali le stesse. La variazione del valore del <math> DT,</math> a seguito del cambiamento del <math> d \ </math> da <math> d = 9 \ </math> a <math> d = 21</math>, indica diverse possibilità di scoperta del bersaglio quando questo è più vicino che nel caso precedente. Infatti quando l'operatore, dopo aver eseguito i calcolo di previsione portata, si accinge alla reale scoperta del bersaglio, indipendentemente dal valore di <math>R</math> calcolato, può trovarsi con bersagli a distanze inferiori ad <math> R, </math> in tal caso potrà regolare la soglia per ridurre la probabilità di falso allarme ottenendo migliori probabilità di scoperta, oppure può trovare bersagli a distanza superiore ad <math> R </math> che, se possibile, consentiranno la scoperta con un falso allarme più elevato del precedente. ==Simulazione di operazione sul campo== [[File:Pfaprivdtcx.jpg|thumb|left|300px|Curva <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math>]] Il processo che segue, diverso dalla scoperta del bersaglio, consiste nella simulazione di un controllo, con bersaglio certamente presente, per l'impostazione della soglia e la determinazione della probabilità di scoperta conseguente. Per meglio comprendere come giocano le variabili probabilistiche, <math> Pfa \ e \ Priv </math>, nella scoperta sonar è utile una simulazione di attività sul campo che si avvale del diagramma, <math> S_i \ / \ N_i </math> funzione della distanza <math>R</math> , nel quale è tracciata una curva che mostra come varia il rapporto <math>S_i/N_i </math>, all'ingresso del rivelatore, in funzione della distanza <math> R.</math> La curva, ottenuta dall'elaborazione delle equazioni b1) e b2) del I caso, mostra come varia <math> S_i/N_i </math> con il variare della distanza <math> R </math> del bersaglio; quando la distanza aumenta si riduce l'intensità <math>S_i</math> del segnale ricevuto e peggiora quindi il rapporto <math>S_i/N_i.</math> La curva è tracciata per un sonar passivo ed un ambiente perfettamente identici a quelli esaminati nel I caso con il bersaglio, all'inizio della simulazione, alla distanza di <math>46 \ km.</math> Nella situazione iniziale, bersaglio a <math>46 \ km </math> curva mostra un rapporto <math> S_i/N_i = - 6 \ dB </math> al quale corrisponde, secondo la formula di paragrafo 2): <math>d = 2 \ BW \ RC \ (S_i/N_i)^4 = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.5)^4 = 25</math> . Se l'operatore imposta la soglia per accettare una probabilità di falso allarme <math>= 0.1 \ %, </math> essendo <math> d = 25 </math>, avrà una probabilità di scoperta <math> Priv = 97.67 \% </math> (vedi curve ROC ) Dopo il primo rilievo il bersaglio si allontana e si porta ad una distanza di <math>50 \ km </math>, alla quale, secondo la curva si ha <math>S_i/N_i = -7 \ dB </math> al quale corrisponde: <math>d = 2 \ ( 2000 ) \ (0.1) \ (0.45)^4 = 16.</math> Se l'operatore lascia invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende da <math>Priv = 97.67 \% \ a \ Priv = 83.89. </math>(vedi curve ROC) Il bersaglio si porta ora a <math> 60 \ km </math>, a questa distanza risulta <math>Si/Ni = -10 \ dB </math> e il valore di <math>d</math> scende a: <math>d = 2 ( 2000 ) (0.1) (0.31)^4 = 3.7.</math> Se l'operatore lascia ancora invariata la soglia per <math>Pfa = 0.1 \% </math> la probabilità di scoprire il bersaglio scende a <math>Priv = 13.86 \% </math>(vedi curve ROC) è chiaro a questo punto che l'operatore deve modificare la soglia per aumentare la probabilità di scoperta che altrimenti è irrilevante. Variando la soglia per <math>Pfa = 1 \% </math> si ha <math>Priv = 34.22 \% </math> (vedi curve ROC). Se l'operatore ritiene tale valore ancora troppo basso può impostare la soglia per <math>Pfa = 10 \% </math> ottenendo <math>Priv = 73.78 \%. </math> La simulazione del bersaglio in allontanamento può proseguire per distanze superiori a <math>60 \ km</math>; la procedura di calcolo resta quella ora mostrata. ==Note== === Esplicative === <references group="N"/> === Bibliografiche === <references/> == Bibliografia == * {{Cita libro|WH Thorp,|titolo="Analytical description of the low frequency attenuation coefficient", Acoustical Society of America Journal, vol. 42, 1967, pag. 270.}} * {{cita libro|autore= G. Pazienza|titolo=Fondamenti della localizzazione marina|editore=Studio grafico Restani |anno=1970 |cid=Pazienza }} * {{cita libro|lingua=en|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968 |cid=Urick}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''La correlazione''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=Del Turco}} *{{Cita libro|autore=C. Del Turco|titolo=''Sonar-principi-tecnologie-applicazioni''|editore=Edizioni scientifiche Moderna|città=La Spezia|anno=1968|cid=C. Del Turco}} <gallery widths="400" heights="200" perrow="2" mode="packed" caption="Testi scaricabili liberamente"> File:SONAR-Principi-Tecnologie-Applicazioni.pdf File:La correlazione.pdf </gallery> [[Categoria:onar]] <ref>{{cita | Urick | pp. 377 - 403}}.</ref> <ref group="N">Con <math> Priv </math> lo7fxmjbkdialywd8sbmwzblw417srl 4 35703 259895 259734 2022-08-19T16:04:19Z Maupao70 14415 /* Favorevoli alla riconferma */ Risposta wikitext text/x-wiki === [[Utente:Galessandroni|Galessandroni]] === Si vota per il rinnovo del flag di amministratore (e implicitamente di quello di [[WV:AI|amministratore dell'interfaccia]]) per [[u:Galessandroni|Galessandroni]], il cui flag temporaneo scadrà il 22 agosto. La votazione inizia il '''3 agosto 2022''' e terminerà il '''17 agosto 2022'''. Come da [[Wikiversità:Amministratori/Riconferma annuale|policy]] per procedere alla riconferma è richiesto un quorum del 66% di voti favorevoli, senza un numero minimo di votanti. In caso di esito positivo, verrà richiesta su Meta l'estensione del flag per altri due anni. ==== Favorevoli alla riconferma ==== #[[Utente:Zaminex|<span style="font-family:Helvetica; color:#0062ff ">Zaminex</span>]] [[Discussioni utente:Zaminex|<span style="color:#ff7b00">(''Dica'')</span>]] 22:54, 3 ago 2022 (CEST) #[[u:Galessandroni|Galessandroni]] ha svolto un ottimo lavoro e non posso che riconfermare il suo incarico (sempre che a lui stia bene)--[[Utente:Maupao70|Maupao70]] ([[Discussioni utente:Maupao70|Discussione]]) 09:26, 5 ago 2022 (CEST) #:@[[Utente:Maupao70|Maupao70]], tranquillo, non avviene a mia insaputa. [[Utente:Galessandroni|<span style="color:green">'''Giacomo Alessandroni'''</span>]] ^{[[Discussioni Utente:Galessandroni|<span style="color:blue">'''Parliamone!'''</span>]] [[image:asd.gif|asd]]} 09:54, 5 ago 2022 (CEST) #::Emmenomale, meglio essere sempre consapevoli :-) --[[Utente:Maupao70|Maupao70]] ([[Discussioni utente:Maupao70|Discussione]]) 18:04, 19 ago 2022 (CEST) #... ==== Contrari alla riconferma ==== #... ==== Commenti ==== 8r2riz7h1s26jn9z1umqjm11e797tbx 104 35725 259894 2022-08-19T14:21:58Z Yasmin taha 35309 Creata pagina con "Presentazione Questa materia tratta le attività riabilitative effettuate dagli studenti con disabilità nella scuola secondaria superiore == , a qualsiasi indirizzo di studi appartengano. Le materie sono attività artistiche e sportive quali l'arteterapia, il giardinaggio, orientamento sul territorio, la terapia occupazionale, attività percettivo-sensoriali. Programma Materie curricolari di base (le materie di base comuni a tutti gli indirizzi di studio, con lingu..." wikitext text/x-wiki Presentazione Questa materia tratta le attività riabilitative effettuate dagli studenti con disabilità nella scuola secondaria superiore == , a qualsiasi indirizzo di studi appartengano. Le materie sono attività artistiche e sportive quali l'arteterapia, il giardinaggio, orientamento sul territorio, la terapia occupazionale, attività percettivo-sensoriali. Programma Materie curricolari di base (le materie di base comuni a tutti gli indirizzi di studio, con linguaggio tradotto in italiano base) Arteterapia Autonomia personale e sociale Motricità grossolana e fine Orientamento sul territorio Cucina Giardinaggio Equitazione Falegnameria Attività manipolative Musicoterapia Danze Popolari Stimolazione Basale Pet Therapy Cineforum Lettura di romanzi Informatica di base Teatr o Materie Tiflologiche per non vedenti (Braille e Alfabetizzazione in nero) Informatica per non vedenti: Uso della sintesi vocale Autonomia domestica per non vedenti Fisiokinesiterapia per Paralisi Cerebrali Infantili Idrokinesiterapia per Paralisi Cerebrali Infantili p5anf004azjjyvh90dj8o3wqu16vvum