Глава 3. Гидрографический комплекс на базе многолучевого эхолота

ЕМ-3000 фирмы «Simrad»

3.1. Основные технические характеристики многолучевого эхолота ЕМ3000.

Частота гидроакустического сигнала 300 кГц;

Частота посылок 25 гц;

Количество лучей в посылке 127;

Ширина луча 1.5º х 1.5º;

Диапазон измеряемых глубин от 0.5 до 200 м.;

Инструментальная точность измерения

наклонной дальности 1 см.

Многолучевой эхолот ЕМ3000 представляет собой систему для картографирования и обследования мелководных акваторий с высокой разрешающей способностью и точностью. Максимальная рабочая глубина составляет менее 1 м под вибратором, максимальная – более 150 м. при типичных морских гидрологических условиях (немного меньше в соленой и теплой воде и больше в пресной и холодной воде).

Небольшие размеры и вес делают систему переносной и легко устанавливаемой, позволяют использовать ее как на катерах, так и на подводных аппаратах, на глубинах до 1500м. По состоянию на май 2000 года в эксплуатации находятся 62 системы. Многие компании, однажды испытав все достоинства ЕМ3000, пополняют свой парк многолучевых эхолотов именно этими системами. По данным Канадской гидрографической службы, имеющей опыт эксплуатации ЕМ3000 с 1995г., реальные точностные характеристики эхолота (точность измерения глубин и разрешающая способность) отвечают не только требованиям МГО SP-44 (редакция 4). категория 1 (гидрографическая съемка в гаванях, на подходных каналах, рекомендованных путях и т.д.), но и самым жестким требованиям -нулевая категория (Special Order) для глубин до 20м. (съемка в критических зонах с минимальным подкильным пространством и опасными для судовождения характеристиками грунтов).

Эхолот обладает чрезвычайно высокой частотой посылок, до 25 посылок в секунду, большим количеством измерений (лучей) на одну посылку (обычно около 120). Ширина каждого луча составляет 1.5º, шаг лучей – 1º. Направление излучения не зависит от дифферента или килевой качки судна это достигается электронной стабилизацией и электронным формиро-ванием диаграммы направленности гидроакустической антенны. Практически 100% покрытие дна достигается при скорости судна 10 узлов на мелководье с шириной захвата, составляющей до четырех значений глубины под вибратором.

В стандартном варианте многолучевой эхолот поставляется с одной антенной. В дальнейшем система может быть расширена для работы с двумя антеннами. Это позволит увеличить ширину захвата на мелководье до десяти значений глубины под вибратором. Число лучей за одну посылку в этом случае доходит до 220. Двухвибраторная система с сектором захвата до 220 градусов позволяет выполнять промер до уреза воды вдоль побережья, банок и искус-ственных сооружений. В более глубоководных районах достижимая ширина покрытия доходит до 250м. и 100% обследование дна достигается при скорости судна до 20 узлов.

Рабочей частотой эхолота выбрана частота 300кГц, что позволило достичь сочетания небольших размеров, большой дальности и высокой точности даже в воде с наличием взвеси. Встроена возможность повышения разрешающей способности на мелководных участках. Детектирование дна производится комбинированным амплитудо-фазовым методом, что определяет СКП измерений глубин 5см, причем практически независимо от угла наклона луча.

Эхолот ЕМ 3000 имеет все необходимые интерфейсы внешних датчиков. Обеспечивает компенсацию перемещений судна и углов разворота лучей в реальном времени. Снабжен дисплеем контроля качества данных, функциями калибровки датчиков и записи данных. Программное и аппаратное обеспечение системы позволяет использовать ее как систему «обзора вперед» с электронным управлением углом излучения и изменяемым оператором углом захвата.

Собственно многолучевой эхолот ЕМ 3000 состоит из трех основных устройств: гидро-акустическая антенна, устройство обработки и рабочая станция оператора. (см. рис.3.1.).

Датчик вертикальных перемещений судна, система позиционирования, датчик курса, дисплей рулевого, датчик скорости звука в воде, программное обеспечение обработки данных и растровый высокоточный цветной прокладчик не являются составными частями эхолота. Однако они предусмотрены в нашем предложении для создания полного промерного комплекса.

Гидроакустическая антенна диаметром 332мм и высотой 119мм содержит в себепередатчики, приемники (вибраторы) и всю приемно-передающую электронику. Стандартная гидроакусти

ческая антенна рассчитана на давление, соответствующее глубине 500м и весит 15кг в воздухе. Кабель со специальным подводным разъемом соединяет антенну с устройством обработки.

Устройство управления производит формирование лучей, детектирование дна и управляет антенной в соответствии с заданным диапазоном глубин, частотой посылок и углами излучения. Устройство имеет интерфейсы со всеми датчиками, критичными к временным задержкам, такими как, например, внешние датчики перемещений судна (бортовая и килевая качка, курс и вертикальные перемещения), датчики координат судна (до трех систем одно-временно) и внешние часы. Устройство управления размещается в корпусе, встраиваемом в инструментальную стойку. Устройство может быть сконфигурировано для управления двумя антеннами. Устройство соединяется с рабочей станцией кабелем локальной сети Ethernet.

Высокопроизводительная рабочая станция оператора выполняет функции интерфейса с оператором, отображает получаемые данные, записывает их на диск и магнитную ленту (глубины, гидролокационное изображение, координаты судна, скорость звука в воде).

Станция оператора преобразует данные из полярных координат в формат XYZ, вводя в реальном времени все необходимые поправки за перемещения судна и скорость звука в воде. Вертикальный профиль скорости звука может быть введен в рабочую станцию непосредст-венно с датчика или от внешнего компьютера. Система так же поддерживает использование датчика скорости звука в реальном времени для постоянного считывания скорости звука в районе антенны, что при ряде условий заметно повышает точность съемки.

Стандартные функции дисплея станции оператора включает все необходимое для контроля качества съемки в реальном времени. В дополнение имеются функции прокладки ширины полосы съемки и функции калибровок. Со станции оператора можно провести полную диагностики системы, включая диагностику устройства управления и антенну. Имеются дополнительные режимы дисплея, позволяющие получать в реальном времени гидролокаци-онные изображения, отображения изобат и глубин в режиме «солнечного освещения» и многих других. Обновление программного обеспечения для всех устройств поставляется на компакт-дисках.