Гидролокатор бокового обзора с эхолотом – профессиональное оборудование для изучения рельефа дна водоемов.
В этой небольшой заметки мы хотим сравнить локаторы и эхолоты, а также более подробно и оценить современное состояние этого полезного устройства акустической визуализации.
Вам нужна поставка гидролокаторов или консультация профессионала – обратитесь к нашим сотрудникам. Для этого достаточно отправить запрос на электронную почту или позвонить в наш офис.
Гидролокатор бокового обзора с эхолотом
Хотя современные многолучевые эхолоты оснащены опцией измерения обратного рассеивания, более традиционный гидролокатор бокового обзора (ГБО) по-прежнему имеет много преимуществ перед ними, когда дело касается визуализации рельефа морского дна. За последние годы технология ГБО претерпела скорее эволюцию, чем революцию.
Обнаружение объектов на дне моря
Гидролокатор бокового обзора в основном используется для обнаружения объектов и донных структур. Для получения этих изображений он оцифровывает звуковой импульс, посылаемый двумя преобразователями, установленными по бокам буксируемого корпуса, иногда называемого рыбой. Изображения строятся на количестве отраженного ультразвука и распределяются на временной шкале, что приводит к непрерывному изображению дна.
В качестве инструмента поиска он дает очень подробные изображения, указывающие не только на наличие конкретных объектов, но и на тип материала, из которого они состоят (определяется по силе отраженного звука).
Системы ГБО обычно буксируются с помощью буксирной рыбы длиной от 1 до 2 м, хотя некоторые производители предлагают меньшие системы длиной около 0,4 м, а также отдельные варианты, устанавливаемые на шестах для набортного монтажа и применяющиеся для мелководья, где буксировка невозможна. Примером может послужить продукция EFT Group.
Также в некоторых случаях могут использоваться отдельные преобразователи и блоки электроники, устанавливаемые на ТНПА/АНПА для получения изображений на большой глубине.
ГБО и многолучевые эхолоты
Гидролокаторы бокового обзора не могут предоставить пользователю прямую информацию о высоте объектов или о глубине – эти параметры обычно выводятся из самого изображения (высота объекта как отношение высоты буксирной рыбы, длины ее тени и общего расстояния между рыбой и концом тени). Существуют производители, предлагающие так называемые гибридные системы ГБО/батиметрии и гидролокатор бокового обзора с эхолотом, как компания Edgetech. В целом, эти системы позволяют получить полные изображения, как ГБО, вместе с интерферометрической многолучевой батиметрией дна.
Напротив, многолучевой эхолот будет измерять глубины с помощью специализированных решеток преобразователей. В настоящее время большинство систем МЛЭ также могут измерять обратное рассеивание. Разница между МЛЭ и настоящим ГБО заключается в том, что эхолот будет передавать одно значение обратного рассеяния на луч, тогда как локатор выдает (почти) непрерывный сигнал, тем самым обеспечивая более высокое разрешение.
Таким образом, гибридный ГБО не является заменой многолучевого эхолота для высокоточной работы, а МЛЭ с обратным рассеиванием не является полной заменой гидролокаторов, когда речь идет об обнаружении мелких объектов и/или различий в типе дна. Однако существует много задач, где одно может быть важнее другого, но и дополнительная информация по-прежнему остается ценной.
Диапазон
Система ГБО определяется рядом параметров, из которых диапазон и разрешение, вероятно, являются наиболее важными. Разрешение определяет качество изображения и может быть разделено на «вдоль трека», «поперек трека» и разрешение обратного рассеяния.
Диапазон определяет, насколько эффективным будет ГБО (какая часть дна может быть обследована за один трек или проход). Диапазон фактически является функцией частоты, на которой работает локатор; чем выше частота, тем меньше диапазон (500 м при 150 кГц против 35 м при 1600 МГц). Современные ГБО часто имеют возможность работать на двух или даже трех частотах одновременно, что позволяет использовать как большой диапазон (но с меньшей детализацией), так и короткий диапазон с высокой детализацией без необходимости переключения системы и множества треков прибора в одной области.
Разрешение диапазона
Разрешение по пересечению или дальности определяет наименьшее расстояние между двумя объектами, которые находятся «позади» друг друга на прямом пути луча ГБО. Если в прошлом передаваемый прибором сигнал был бы типа «непрерывной волны» (CW), то современные модели оборудования передает то, что называется сигналом FM или CHIRP (CHIRP = сжатый высокоинтенсивный радиолокационный импульс). Главным преимуществом технологии CHIRP является большая дальность с лучшим разрешением по дальности.
Для локаторов типа CW разрешение по дальности определяется длиной импульса сигнала, тогда как для CHIRP разрешение по дальности определяется шириной полосы сигнала, что позволяет передавать более длинные импульсы и, следовательно, использвать большую мощность. Для высокочастотного прибора с коротким диапазоном (1600 МГц, 35 м) CHIRP разрешение по дальности составляет менее сантиметра, что позволяет отображать очень мелкие детали по всей трассе.
Разрешение вдоль трека
Разрешение вдоль трека традиционно определяется как произведение так называемого горизонтального угла луча бокового сканирования (обычно от 0,2 до 1,5), эффективной дальности и скорости буксировки. Небольшой угол луча на короткой дистанции позволит обнаруживать небольшие объекты, разнесенные вдоль траектории.
При сканировании объектов обычно требуется 100% покрытие дна. Так, спецификации NOAA гласят, что должно быть получено не менее трех акустических сигналов от объекта размером в 1 кубический метр. В результате существует максимальная скорость, с которой гидролокатор может буксироваться, прежде чем последовательные лучи/импульсы на определенном расстоянии будут разнесены слишком далеко друг от друга. Для обычных систем это где-то в районе 4–5 узлов.
Многолучевой и многопинговый
Более высокие скорости буксировки могут быть получены, если больше импульсов может быть получено от объекта. В настоящее время производители ГБО используют два различных решения для достижения более высокой скорости буксировки.
Один из них заключается в использовании сразу нескольких лучей. Если, например, на одной стороне локатора используется 5 лучей, как у "Гринда-117-М", то эффективное разрешение вдоль трека умножается на 5, и рыбу можно тащить быстрее.
Альтернативное решение заключается в использовании нескольких пингов акустического сигнала. С типом CW это невозможно, но с типом CHIRP это можно сделать. Если прибор отправляет два пинга для определенного диапазона, то эффективная скорость буксировки также может быть удвоена. Современные многолучевые или многопинговые системы могут использоваться на скоростях до 12 узлов.
Разрешение обратного рассеяния
Последний параметр, определяющий качество изображения в цифровых системах, — это уровень, на котором полученный акустический сигнал оцифровывается в цифровой, пригодный для обработки.
В прошлом сбор данных ГБО производился на бумаге, однако современные решения используют цифровую передачу данных по сети от излучателей к процессору сонара.
Для этого используется аналого-цифровой преобразователь. В цифровых сигналах количество бит, используемых для сигнала, определяет уровень детализации. Чем больше бит используется для этого, тем больше деталей с точки зрения различных типов материала/обратного рассеяния может быть захвачено. Для современных ГБО сигнал захватывается между 12 и 28 битами. Хотя эти числа кажутся довольно низкими, следует понимать, что 24-битный ГБО может захватывать более 16 миллионов различных оттенков серого, тогда как 12-битный – только 4096 оттенков. Для сравнения, современная цифровая камера фиксирует около 12–16 бит на цветовой канал.
Разрешение и диапазон будут отличаться от одной системы к другой, и именно здесь производители стараются выделить свои решения. Также важно количество доступных опций. Некоторые интересные опции включают датчик движения, компас и глубиномер, интегрированные в буксир, что позволяет корректировать движение оборудования и точно настраивать глубину буксировки.
В некоторых системах, как в уже упоминавшемся "Гринда-117-М", датчик движения используется для динамической стабилизации лучей, обеспечивая непрерывный (прямой) трек вдоль дна. Некоторые рыбы включают датчик температуры воды, позволяющий в реальном времени измерять локальную скорость звука.
Большинство ГБО имеют дополнительный буксирный кронштейн для буксировки магнитометра одновременно с локатором, тогда как некоторые сонары интегрированы с донными профилографами, что позволяет проводить полную геофизическую съемку в одном треке.
Интересным вариантом является так называемый «гидролокатор заполнения пробелов», который охватывает область непосредственно под ГБО, где тот из-за наклонных лучей не может проводить съемку. Теоретически такой вариант позволяет получить полное изображение дна и значительно сократить время работы.
Заказать гидролокационное оборудование с гарантией 2 года
Если Вам требуется подобрать гидролокатор бокового обзора с эхолотом или требуется консультация – обратитесь к нашим сотрудникам. Для этого достаточно отправить запрос на электронную почту или позвонить в наш офис - наши сотрудники будут рады Вам помочь.
Оборудование поставляется в любой регион России и стран СНГ.