// Вие четете...

Ниво на океана

Оптични средства за измерване на дълбочините.

„Не вярвай на морската тишина: морето е тихо, докато стоиш на брега.“

Оптичните средства за снимка на релефа на дъното са на базата на закономерностите на разпространението на светлината и свойствата на оптичното поле.

Използват се и се разработват две основни направления на получаване на информации за подводния релеф с помощта на оптични средства: фотографиране и светлинна локация. И в двата случая, затворената измерителна верига включва: източник на светлина – среда – обект на облъчване – среда – приемник.

При въздушна фото снимка за източник на светлина служи лъчистата енергия на Слънцето, при подводна фотоснимка – специални осветителни устройства. За приемник и в двата случая се явява фото лентата.

При светло локационните способи в качеството на източник на светлина се използва мощно тясно насочено излъчване от импулсни устройства.

Среда на разпространение на светлината при снимка на подводни релеф се явява водата или системата въздух – вода. Оптическите способности на морската вода се определят от свойствата на три нейни съставляващи: чистота на водата, разтворени вещества и суспендирани частици. Преминавайки през водата, светлинния поток се поглъща и се разсейва. По този начин, най-важното свойство на морската вода, което оказва влияние на характеристиките на оптическите средства при извършване на снимка на релефа на дъното, се оказва бързото отслабване на светлината при нарастване на дълбочината. При снимка през две среди съществено влияние оказва също така отразяването на светлината от повърхността на раздела въздух – вода.

Обект, намиращ се във водата се възприема от оптичните приемници само в този случай, при които той се отличава по яркост и цвят от окръжаващия го фон.

Следователно, към основните фактори, определящи характеристиките и възможностите на оптичните средства за снимка на релефа на дъното, следва да бъдат отнесени:

– оптичните средства на морската вода;

– мощност и енергетичен спектър на оптичните излъчватели;

– размери и отражаващи свойства на формите на подводния релеф;

– контрастна чувствителност на оптичните приемници.

Способът фотографиране на подводния релеф се реализира преимуществено със средствата на аерофото снимката (АФС). В качеството на носител на аерофото снимачната апаратура се използват специални варианти на серийните самолети и въртолети.

В качеството на устройства за получаване на информация за подводния релеф се използват съвременни фото апарати (АФА), способни да правят снимки в автоматичен режим с помощта на командни прибори, задържащи зададения интервал на фотографиране и изискваната експозиция. За съблюдаване на строгите условия на снимката АФА се осигуряват с жиростабилизиращи установки, навигационни комплекси, високо точни висотомери и автоматични регистратори на времето. Резултатите от АФС на подводния релеф и крайбрежието се представят във вид на контактни отпечатъци от аеро филмите.

За подробното изучаване на микро климата на дъното се използват подводни стерео фото апарати. Тук фото камерите се поставят във водонепроницаеми боксове, а в качеството на източник на светлина се използват мощни импулсни устройства, с които фото камерите работят синхронно. Стерео снимките дават възможност да се получи обемен модел на морското дъно.

Основно достойнство на средствата за фото заснемането се състои във възможността за получаване на голямо количество информация за кратки промеждутъци от време. Като недостатъци се определят малката прозрачност на водата (малките дълбочини), различията в спектралните характеристики на грунда и отразяването на светлината от повърхността на водата. Фото изображението на релефа може да бъде получено само в лаборатории след проявяването на лентите, а картографирането е съпроводено със сложни процеси на обработка.

През последните години се развиват нови направления по обследването на морското дъното: ултразвукова локация на релефа с изображение на екран и акустична холография. В първия случай се извършва облъчване с ултразвукови вълни, отразения сигнал се преобразува в електрически и накрая синхронно формирано изображение се визуализира на телевизионен екран.

По метода на акустичната холография дъното се облъчва със звукови вълни, които след отражение се натрупват в кохерентна опорна вълна, създавайки дифракционна картина на обекта. Тази картина се регистрира и след облъчване с кохерентен източник на светлина (обикновено с лазер) се създава видимо обемно изображение на подводния релеф.

Следователно, акустичната холография заема промеждутъчно място между ултразвуковата локация и стерео фото снимката: за получаването на холограма се използва звукова вълна, а за получаване на обемно изображение – светлина. Системите, работещи на указания принцип, позволяват получаването на изображение на неголеми участъци от дъното в крупен мащаб, отличават се с достатъчно сложна апаратура, но притежават голяма разрешаваща способност и позволяват извършването на снимки до 40 – 50 м.

Способът светло локация е получил интензивно развитие след създаването на квантовите генератори (лазерите). Лазерите бързо получават признание в различни области на науката, техниката и производството. Това се определя като уникални свойства на излъчваната от тях светлина: кохерентност, висока монохроматичност, малка продължителност на импулсите, малка разходимост на лъча и голяма мощност.

За снимка на подводния релеф вече са разработени и се използват лазерни средства в хидрографските работи. Особена тяхна ценност е, че с тях могат да се измерват дълбочини през повърхността на раздела въздух – вода с голяма скорост на носителя на апаратурата. Определянето на дълбочините с летателен апарат е на базата на измерване на времевия интервал t между моментите на началото на отразяване на светлинната енергия от водната повърхност и дъното за всеки отделен импулс:

z = 0,5ct.

Практически постоянната скорост на разпространение на светлината c във водата премахва погрешността, предизвиквана от изменението на хидрологичните условия, малката разходимост изключва погрешността за наклона на дъното, а малката продължителност на импулсите осигурява високата разрешаваща способност.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар