// Вие четете...

Ниво на океана

Снимка на релефа на дъното. Част 2

„Вселената се осветява от слънцето, човек – от знанието.“

Организация на използване на средствата за снимка на релефа на дъното. Най-широко използване при снимка на релефа на дъното са получили хидроакустичните средства, които имат за сега не голяма далечина на действие (дълбочина) и производителност на снимката.

Към числото на основните хидроакустични средства за снимка на релефа на дъното се отнасят:

– ехолоти – предназначени за извършване на промерни работи;

– много канални ехолоти (ехо трал) – предназначени за извършване на площно обследване;

– хидрографски много лъчеви ехолоти;

– хидролокатори със страничен обзор – предназначени за извършване на инструментална оценка на релефа на дъното;

– автоматизирани хидрографски комплекси за площна снимка (АХК ПС);

– геолокатори – предназначени за определяне на характера на грунда и мощността на утаечните пластове.

Ще разгледаме тези средства за извършване на снимка на релефа на дъното.

Промерни ехолоти.

Промерните ехолоти се използват за промерни работи, както с надводни кораби, така и с подводни лодки. Ехолотите се подразделят на плитководни, средно дълбочини и дълбоководни.

Към плитководните ехолоти се отнасят ПЕЛ-3, ПЕЛ-4, ПЕЛ-5, ПЕЛ-6, ЕРА-1, английските – МС-26Г, американските ДЕ-122, ЕДО-575, японските РДР-80 и други. Тези ехолоти се характеризират с малка погрешност в началото на диапазона (в порядъка 5 – 10 см.) и 0,1 – 1,0% в останалата част от диапазона. Измерваните дълбочини са от порядъка на 0,4 до 200-500 м.

Към средно дълбочините ехолоти се отнасят НЕЛ-5, НЕЛ-6, НЕЛ-10 и други. Точността им се колебае в пределите 1 – 2% от измерваната дълбочина, а диапазона на измерваните дълбочини се изменя от няколко стотен метра до 5 – 6 км.

Към дълбоководните ехолоти се отнасят ГЕЛ-2, ГЕЛ-3, ГЕЛ-4. Тези ехолоти позволяват измерването на дълбочини от порядъка до 10 – 12 км., при това инструменталната погрешност е от порядъка на 0,02 – 0,5% от измерваната дълбочина. Ехолота ГЕЛ-4 се отнася към много лъчевите ехолоти.

Съвременните ехолоти не отговарят на основните изисквания на топографската снимка заради ниската производителност и невъзможността да изобразят между галсовите участъци.

За усъвършенстването на ехолотите се провеждат дейности по различни направление: автоматизация, повишение на информативността и производителността, подобрение на основните технически характеристики на апаратурата.

За повишение на производителността е създаден нов клас – много лъчев ехолот – това е ехолот между едно лъчев ехолот и хидролокатор.

Акустичната антена на много лъчевия ехолот формира много лъчева диаграма на излъчване с различна насоченост, осигуряваща обзор на полоси от дъното в напречно направления в сектор до 90°. Но у съществуващите прибори с отчитане компенсациите за бордовото клатене полезната полоса за сега не превишава 60°. Широчината на полосата на обзора зависи от дълбочината на мястото и на дълбочини по-големи от 2000 м. достига 15 – 20 км.

Приемането на сигнала, преобразуването му в цифрова форма, заедно с данните за килевото и бордовото клатене, скоростта и курса на кораба се обработва от ПК. Разчитането по известните ъгли на наклона и величините на наклонените разстояния, дълбочините и тяхното отстояние от диаметралната плоскост по десен и ляв борд на кораба се предават на двукоординатен прокладчик на който се рисуват изобатите. Точността на измерване на хидролокатора със страничен обзор е в границите на 1 – 2% от измерената дълбочина под кила на кораба и 5 – 8% по наклонения лъч, а за много лъчевия ехолот около 1%. Към такива системи се отнасят американската система SASS, норвежкия ехолот ЕМ-12 и руския ехолот „Сапфир”.

Площното обследване на релефа на дъното се извършва с ехо трал ГЕТ-2, имащ 24 вибратора, разнесени в страни на разстояние от 0 до 12 м. по ляв и десен борд. Измерването на дълбочините се осъществява по 24-те вертикално информационни канала. Всички измерени дълбочини се регистрират на ехо грама. Ехо трал ГЕТ-2 измерва дълбочините в диапазона от 2 до 25 м. Средно квадратичната грешка (СКГ) на измерване на дълбочините е между 0,1 – 0,15 м. Широчината на полосата е 24 м. Скоростта на плавателното средство при работа с ГЕТ-2 е не повече от 5 взела.

Хидролокатор със страничен обзор се използва при рекогносцировъчно обследване на обширна площ от дъното с цел откриване на райони с разнообразни типове грунд или с характерни форми на релефа на дъното и при детайлно обследване на относително малки площи от морското дъно, съдържащи някакви интересни особености, с последващо нарастване на подробността на обследването по пътя на вземане на проби от грунда, подводно фотографиране, сеизмично сондиране и промер.

Обикновено хидролокаторите имат по две акустични антени, разположени на двата борда. Конструкцията на антените осигурява получаване на тясно насочена диаграма с широчина на диаграмата по-малка от 1° в хоризонтална плоскост и с ширина на диаграмата във вертикална плоскост между 40 и 50°, при което насочената диаграма е перпендикулярна на диаметралната плоскост на носителя.

Съчетанието на хидролокатор с ехолот позволява да се увеличи междугалсовото разстояние при промера, да се повиши производителността и надеждността на снимката.

Отечествените много лъчеви ехолоти, както и ехо графи засега не са автоматизирани и не позволяват автоматичното нанасяне на изобатите на планшет и на измерените дълбочини, използвани при промер с инструментална оценка на дъното. На въоръжение в хидрографските служби към момента са ехо трал ГЕТ-1, хидрографски ехо граф със страничен обзор ГЕБО-100, ГКБО-500 и ГКБО-2000. Диапазона на измерваните дълбочини с ГЕТ-1 е в порядъка от 10 до 300 м., ГЕБО-100 от 5 до 100 м., ГКБО-500 от 50 до 500 м., ГКБО-2000 от 50 до 2000 м. Широчината на полосата на обследване: 2,4 от измерената дълбочина за ГЕТ-1, от 30 до 100 м. за всеки борд при ГЕБО-100, от 800 до 4000 м. за ГКБО-500 и 2000 от 1,5 до 3%. СКГ на измерване на наклонените разстояния от 4 до 6% за ГЕТ-1, от 0,5 м. до 0,5% от разстоянията за ГЕБО-100 и 0,5% от разстоянията за ГКБО-500 и ГКБО-2000.

В настоящия момент се създават ехо графи, позволяващи извършването на площно обследване на релефа на дъното. Точността на измерване на дълбочините е от порядъка на 1%. Освен това, те позволяват да се определя коефициента на обратно разсейване от дъното, а следователно и типа на грунда. Към такива комплекси се отнасят автоматизираните хидрографски комплекси за площна снимка (АХК ПС) с малка (АГК ПС-200), средна (АГК ПС-1500) и голяма (АГК ПС-5000) далечина на действие. Тези комплекси работят на дълбочини съответно 200, 1500 и 5000 м., а широчината на полосата на снимката съответно е 6Z. При тях обработката е напълно автоматизирана.

Панорамните хидролокатори се поставят на кораби и подводни апарати, провеждащи снимката, в качеството на спомагателни прибори за оглед на дъното по направление на движението.

През 80-те години в практиката на хидрографските изследвания е започнало внедряването на лазерни средства за измерване на дълбочините, работещи в синьо-зеления сектор на спектъра, способни да генерират импулси с полусекундна продължителност.

Преимущества на лазерните измерители на дълбочини:

– използването на импулсите на лазерния излъчвател в качеството на сондиращ сигнал и вследствие на малкия коефициент на отразяване от повърхността на морето, чиито основна мощност прониква от въздуха във водата, дава възможност измерването на дълбочините да се извършва от обекти, които нямат непосредствен контакт с водата;

– лазерния лъч, притежава тясна насоченост (0,5 – 1,0 мили радиана), недостижима за хидроакустичните средства, което позволява значително да се увеличи производителността и точността на промера, както и да се изключи необходимостта да се определят и въвеждат поправки за наклон на дъното. Освен това, практически постоянната скорост на разпространение на лазерния лъч във водата изключва грешките, обусловени от измененията на хидрологията.

Към недостатъците на лазерните измервания на дълбочините се отнасят:

– тяхната висока стойност;

– значителни масогабаритни характеристики;

– голяма употребяема мощност;

– сравнително не големи измервани дълбочини, чиито величина зависи от прозрачността на водата.

В САЩ била разработена лазерна електронно-оптична система за измерване на дълбочините (PLADS) на плитковидни участъци, в която се използва лазер, работещ в зеления сектор на спектъра. Дълбочините се определят по разликите в моментите на пристигане на импулсите, отразени от повърхността и дъното. Тази електронно-оптична система с плавно изменяща се честота на излъчване от 3 до 30 имп/сек. Точността на измерване на височината на полета на самолета при отсъствие на вълнение е в порядъка на ±0,3 м., дълбочините на морето ±0,4 м., ако дълбочините не превишават 3 – 6 м. и се снижава до 5% от измерваната дълбочина при дълбочини по-големи от 10 м. Изпитания проведени в Мексиканския залив са показали, че тази система позволява да бъдат измервани дълбочините до 14 м. в пристанищата, до 35 м. в прибрежни води и до 70 м. в океански води.

Максималното значение на измерване на дълбочините основно зависи от прозрачността на водата. При честота на повторение 30 имп/сек и скорост на полета 90 км/час профилът на морското дъно се измерва с дискретност 1 м. Записът на дълбочините се извършва на магнитен носител, дълбочините могат да се извеждат на цифров дисплей или чрез самописец непосредствено да се нанасят на планшет.

През 1973 г. в САЩ била разработена лазерна сканираща система (SLATS), предназначена за извършване на промер и изучаване на микрорелефа на дъното с подводен апарат, буксиран със скорост не по-голяма от 7,5 възела на минимално разстояние от дъното около 8 – 10 м.

Обследването се осъществява посредством сканиране на дъното в траверсна плоскост на посоката на движение напред. За 1 час работа при скорост от 7,5 възела и разстояние до дъното 90 м. се осигурява плътно обследване на площ от морското дъно в размер от 0,9 кв.км.

Погрешността на измерените дълбочини в диапазона от 8 до 90 м. не превишава 0,5 – 1,0% от измерената дълбочина. Хоризонталната различаваща способност е 0,15 м. Плътно обследване на релефа на дъното се достига при ъгъл на сканиране от 40°.

Лазерните измерители на дълбочини обикновено се използват заедно с автоматизирани хидрографски системи.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар