Гидролокатор бокового обзора

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.

Использование

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. Снимки гидролокатора бокового обзора также широко используются для обнаружения обломков и других препятствий на морском дне, которые могут представлять опасность 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 рыболовных исследований, дноуглубительных работ и исследований окружающей среды. Он также имеет военное применение, включая обнаружение мин.

Как это работает

При боковом сканировании 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

Технология

Самые ранние гидролокаторы бокового обзора использовали один преобразователь конического луча . Далее были изготовлены блоки с двумя преобразователями для покрытия обеих сторон. Преобразователи размещались либо в одном корпусе, либо в двух корпусах по обе стороны судна. Затем преобразователи 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 на бумажные записи информацию о местоположении и движении корабля. В конце 1980-х годов коммерческие системы, использующие более новые, более дешевые компьютерные системы, разработали цифровые сканирующие преобразователи, которые могли дешевле имитировать аналоговые сканирующие 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

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 на объекте Вестингауз в Аннаполисе в течение 1990-х годов 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

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 частотой 12 кГц и коническим лучом, чтобы найти затонувший маяк Vineyard в заливе Баззардс, штат Массачусетс. Группа под руководством Мартина Кляйна из Edgerton, Germeshausen & Grier (позже EG & G., Inc.) разработала первую успешную буксируемую двухканальную коммерческую гидролокатор бокового обзора с 1963 по 1966 год. 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

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

^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя робототехника . Проверено 12 января 2024 г.
^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя робототехника . Проверено 18 января 2024 г.
^ «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя 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

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.

[1] «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя робототехника . Проверено 12 января 2024 г.

[2] «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя робототехника . Проверено 18 января 2024 г.

[3] «Понятное руководство для оператора подводных гидролокаторов и акустических устройств» . Синяя робототехника . Проверено 12 января 2024 г.

[4] Юлиус Хагеманн (1958). «Факсимильная запись звуковых значений океанского дна» . Патентное ведомство США .

[5] Расби и др. 1973 год

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

v т и Гидроакустика
Сонар	Активная акустика Перегородки (подводная лодка) Бистатический гидролокатор Эхо зондирование Осциллятор Фессендена Гидролокатор бокового обзора GLORY Многолучевой эхолот Пассивная акустика Научный эхолот Гидролокатор бокового обзора Формирование луча сонара Гидроакустический буй Система датчиков буксируемой антенной решетки наблюдения Гидролокатор с синтезированной апертурой Гидролокатор с буксируемой решеткой Сонар, смотрящий вверх
Акустика океана	Акустическая сеть Акустический релиз Акустический доплеровский профилировщик тока Акустическая классификация морского дна Акустическая океанография гидрофон Система акустического позиционирования с длинной базой Акустическая томография океана Система акустического позиционирования с короткой базовой линией Диван-бомба Канал ГНФАР Градиент скорости звука Датчик скорости звука Система акустического позиционирования со сверхкороткой базовой линией Подводная акустика Подводная акустическая связь Система подводного акустического позиционирования
Акустическая экология	Акустическая съемка на рыбалке Акустическая метка Эхолокация животных Выброшенный на берег кит Глубокий рассеивающий слой Рыболокатор Рыболовная акустика Диапазон слуха морских млекопитающих Морские млекопитающие и гидролокатор Песня кита
Связанные темы	Акустическая подпись Биоакустика Биофония Геофизический МАСИНТ Гидрографические исследования Карта шума Звуковой ландшафт