Гидролокатор бокового обзора
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2008 г. ) |
Сонар бокового обзора (также иногда называемый гидролокатором бокового обзора , гидролокатором бокового обзора , гидролокатором бокового обзора , гидролокатором бокового обзора и гидролокатором классификации дна ) — это категория гидролокаторов , которая используется для эффективного создания изображения больших участков морского дна.
Использует [ править ]
Сонар бокового обзора используется, когда вы хотите быстро получить изображения больших участков морского дна. Приложения включают исследования для морской археологии , поиска затонувших кораблей, поиска и восстановления (SAR) и мониторинга окружающей среды . [1] В сочетании с образцами морского дна он способен дать представление о различиях в материале и типе текстуры морского дна. Изображения гидролокатора бокового обзора также широко используются для обнаружения обломков и других препятствий на морском дне, которые могут быть опасны для судоходства или донных сооружений нефтегазовой промышленности. Кроме того, состояние трубопроводов и кабелей на морском дне можно исследовать с помощью гидролокатора бокового обзора. Данные бокового сканирования часто собираются вместе с данными батиметрического зондирования и данными профилографа поддонного дна , что дает представление о мелководной структуре морского дна. Гидролокатор бокового обзора также используется для рыбохозяйственных исследований, дноуглубительных работ и исследований окружающей среды. Он также имеет военное применение, включая обнаружение мин.
Как это работает [ править ]
В режиме бокового сканирования используется гидролокатор, который излучает конические или веерообразные импульсы вниз к морскому дну под широким углом, перпендикулярным пути датчика в воде, который можно буксировать с надводного судна или подводной лодки (так называемый «буксир»). корабля ), или монтируется на корпусе . Интенсивность акустических отражений этого веерообразного луча от морского дна регистрируется в серии поперечных срезов. При сшивании вместе по направлению движения эти срезы образуют изображение морского дна в пределах полосы обзора (ширины охвата) луча. [2] Звуковые частоты, используемые в гидролокаторах бокового обзора, обычно находятся в диапазоне от 100 до 500 кГц ; более высокие частоты дают лучшее разрешение , но меньший диапазон.
История [ править ]
Технология [ править ]
Самые ранние гидролокаторы бокового обзора использовали один преобразователь конического луча . Далее были изготовлены агрегаты с двумя преобразователями для покрытия обеих сторон. Преобразователи размещались либо в одном корпусном корпусе, либо в двух комплектах по обе стороны судна. Затем датчики превратились в веерообразные лучи, чтобы создавать более качественную «сонограмму» или гидролокационное изображение. Чтобы приблизиться ко дну на большой глубине, датчики бокового обзора помещались в «буксирную рыбу» и тянулись буксирным тросом.
Вплоть до середины 1980-х годов коммерческие изображения бокового сканирования производились на бумажных пластинках. Первые бумажные пластинки производились с помощью плоттера, который записывал изображение на бумажную пластинку с прокруткой. Более поздние плоттеры позволили одновременно наносить информацию о местоположении и движении корабля на бумажные записи. В конце 1980-х годов коммерческие системы, использующие более новые, более дешевые компьютерные системы, разработали цифровые скан-конвертеры, которые могли дешевле имитировать аналоговые скан-преобразователи, используемые военными системами для создания изображений сканирования, отображаемых на телевидении и компьютере, и сохранять их на видеоленте. . В настоящее время данные хранятся на жестких дисках компьютеров или твердотельных носителях — данные обычно отображаются в оттенках серого или в цветных изображениях, известных как сонограммы бокового сканирования, которые обеспечивают визуальное представление подводной среды. [3]
Военное применение [ править ]
Одним из изобретателей гидролокатора бокового обзора был немецкий ученый доктор Юлиус Хагеманн , который был привезен в США после Второй мировой войны и работал в Лаборатории противоминной защиты ВМС США в Панама-Сити, Флорида, с 1947 года до своей смерти в 1964 году. Его работа описана в патенте США № 4,197,591. [4] который был впервые раскрыт в августе 1958 года, но оставался засекреченным ВМС США до тех пор, пока он не был окончательно выпущен в 1980 году. Экспериментальные гидролокационные системы бокового обзора были созданы в 1950-х годах в лабораториях, включая Океанографический институт Скриппса и лаборатории Гудзона, а также доктором Гарольдом Эдгертоном. в Массачусетском технологическом институте.
Военные гидролокаторы бокового обзора были созданы в 1950-х годах компанией Westinghouse. Позднее в 1990-е годы на объекте Вестингауз в Аннаполисе были разработаны и построены усовершенствованные системы для специальных военных целей, например, для поиска потерянных в море водородных бомб или для поиска потерянной российской подводной лодки. Эта группа также создала первый и единственный работающий гидролокатор углового обзора , который мог отслеживать объекты, глядя под автомобиль.
Коммерческое применение [ править ]
Первой коммерческой системой бокового обзора был «Транзитный гидролокатор» Кельвина Хьюза , переоборудованный эхолот с одноканальным веерным преобразователем, установленным на стойке, представленный примерно в 1960 году. В 1963 году доктор Гарольд Эдгертон, Эдвард Керли и Джон Юлс использовал гидролокатор бокового обзора с коническим лучом 12 кГц, чтобы найти затонувший маяк Vineyard в заливе Баззардс, штат Массачусетс. Команда под руководством Мартина Кляйна из Edgerton, Germeshausen & Grier (позже EG & G., Inc.) с 1963 по 1966 год разработала первую успешную буксируемую двухканальную коммерческую гидролокатор бокового обзора. Мартина Кляйна обычно считают «отец» коммерческого гидролокатора бокового обзора. В 1967 году Эджертон использовал гидролокатор Кляйна, чтобы помочь Александру Макки найти флагманский корабль Генриха VIII « Мэри Роуз» . В том же году Кляйн использовал гидролокатор, чтобы помочь археологу Джорджу Бассу найти 2000-летний корабль у берегов Турции. В 1968 году Кляйн основал компанию Klein Associates (ныне KLEIN — A MIND Technology Business ) и продолжил работу над усовершенствованиями, включая первые коммерческие высокочастотные (500 кГц) системы, первые двухчастотные гидролокаторы бокового обзора, а также первые комбинированные гидролокаторы бокового обзора. и гидролокатор профилирования дна. В 1985 году Чарльз Мазель из Klein Associates (ныне Klein Marine Systems, Inc.) выпустил первые коммерческие обучающие видеоролики для гидролокаторов бокового обзора и первые Учебное пособие по гидролокатору бокового обзора и два океанографа обнаружили обломки RMS Titanic .
разработала гидролокатор бокового обзора GLORIA Для съемки больших территорий компания Marconi Underwater Systems и Институт океанографических наук (IOS) для NERC . ГЛОРИЯ означает геологический наклонный Асдик дальнего действия . [5] Он использовался Геологической службой США и IOS в Великобритании для получения изображений континентальных шельфов по всему миру. Он работал на относительно низких частотах для достижения большой дальности. Как и большинство гидролокаторов бокового обзора, прибор GLORIA буксируется за кораблем. GLORIA имеет частоту сигналов два раза в минуту и обнаруживает отраженные сигналы на расстоянии до 22 км по обе стороны от гидролокатора.
См. также [ править ]
- Синтез апертуры — смешивание сигналов от множества телескопов для получения изображений с высоким угловым разрешением.
- Формирование луча - метод обработки сигналов, используемый в матрицах датчиков для направленной передачи или приема сигналов.
- Фазированная решетка - решетка антенн, создающая управляемый луч.
- Сонар 2087 - гидролокатор с буксируемой антенной решеткой
- Сонар с синтезированной апертурой - форма сонара с использованием постобработки данных сонара.
Ссылки [ править ]
- ^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Голубая робототехника . Проверено 12 января 2024 г.
- ^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Голубая робототехника . Проверено 18 января 2024 г.
- ^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Голубая робототехника . Проверено 12 января 2024 г.
- ^ Юлиус Хагеманн (1958). «Факсимильная запись звуковых значений океанского дна» . Патентное ведомство США .
- ^ Расби и др. 1973 год
Внешние ссылки [ править ]
- Гидролокационная система Marine Sonic HDS
- Сонар бокового обзора
- Использование гидролокатора бокового обзора для поиска утонувших жертв. Архивировано 26 февраля 2008 г. в Wayback Machine.
- Фотографии и описание USGS Benthos SIS-1000 . буксира гидролокатора бокового обзора
- Использование NOAA гидролокаторов бокового обзора и многолучевого локатора. Архивировано 8 февраля 2001 г. в Wayback Machine для создания официальных морских карт США.
- Примеры геокодированных изображений бокового обзора
- Руководство по получению и обработке данных сонара бокового обзора. Архивировано 1 мая 2013 г. на Wayback Machine и в галереях изображений. Архивировано 1 мая 2013 г. на Wayback Machine.
- База знаний Tritech – Гидролокаторы бокового обзора
- Картографическая программа Геологической службы США GLORIA. Архивировано 4 июля 2008 г. в Wayback Machine.
