KR100370924B1 - A Research Unit of Sea Bottom Geology Using GPS - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음원발생기와 해저 반사음 수신기 및 GPS 안테나부를 봉을 통해 고정하여 소형 함상에서 상기 해저 반사음 수신기와 GPS 안테나부를 통해 데이터를 입력하여 원하는 지점에서의 해저 지질을 정확히 판독토록 하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 해저지질 조사장치에 관한 것으로,According to the present invention, a sound source generator, a subsea reflection receiver, and a GPS antenna unit are fixed through a rod to input data through the subsea reflection receiver and the GPS antenna unit in a small ship to accurately read the seabed geology at a desired point. It relates to a seabed geological survey device using,

음원발생기(10)와 해저 반사음 수신부(20) 및 GPS 안테나부(40)를 일개의 봉(60)으로 고정시키고, GPS 안테나부(40)로 부터 케이블(60)을 함상(30)에 연결하며, 상기 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하단에는 파도의 영향을 보상하기 위한 탄발 수단(70, 80)을 부착하여 이루어진 것이 특징이다.The sound source generator 10, the subsea reflection sound receiver 20 and the GPS antenna unit 40 is fixed with one rod 60, and the cable 60 from the GPS antenna unit 40 is connected to the ship 30 The lower end of the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 is characterized in that it is made by attaching the carburetion means (70, 80) for compensating the influence of the wave.

Description

ＧＰＳ를 이용한 해저지질 조사 장치{A Research Unit of Sea Bottom Geology Using GPS}A Research Unit of Sea Bottom Geology Using GPS}

본 발명은 GPS를 이용한 해저지질 조사장치에 관한 것으로, 특히 음원발생기와 해저 반사음 수신기 및 GPS 안테나부를 봉을 통해 고정하여 소형 함상에서 상기 해저 반사음 수신기와 GPS 안테나부를 통해 데이터를 입력하여 원하는 지점에서의 해저 지질을 정확히 판독토록 하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 해저지질 조사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a subsea geological survey apparatus using GPS, and in particular, a sound source generator, a subsea reflection sound receiver, and a GPS antenna unit are fixed through a rod to input data through the subsea reflection sound receiver and a GPS antenna unit in a small ship at a desired point. It relates to a seabed geological survey apparatus using GPS, characterized in that to accurately read the seabed lipids.

일반적으로 수중의 음향신호를 감지하여 음향원의 정확한 위치등을 탐지하기 위한 음향탐지기에 있어서, 수중의 음파를 감지하는 방식은 음향에너지를 방사하여 그 음향에너지가 물체로부터 반사되는 것을 수신하는 능동 소나(Sonar)방식과, 다른 음원으로부터 방사하는 음향에너지만을 수신하는 수동 소나방식이 있다.In general, in the sound detector for detecting the acoustic signal in the water to detect the exact position of the sound source, the method of detecting the sound wave in the water is an active sonar that emits acoustic energy and receives the reflection of the acoustic energy from the object. There is a (Sonar) method and a passive sonar method that receives only acoustic energy radiated from other sound sources.

일반적인 음향 탐지기 시스템은, 수중의 음향신호를 감지하고 이를 전기적 아날로그 신호로 변환하고 이를 다시 디지탈 신호로 변환한 후 다중화하여 전송하기 위한 음원발생기 및 해저 반사음 수신부와; 상기 음원발생기 및 해저 반사음 수신부를 함상에 연결하기 위한 예인 케이블과; 상기 예인 케이블에 의해 상기 음원발생기 및 해저 반사음 수신부와 연결되는 함상을 포함하여 구성한다.The general acoustic detector system includes: a sound source generator and a subsea reflection sound receiver for detecting an underwater sound signal, converting it into an electrical analog signal, converting it back into a digital signal, and then multiplexing and transmitting the sound signal; An example cable for connecting the sound generator and the subsea reflection sound receiver to the ship; It comprises a ship connected to the sound source generator and the subsea reflection sound receiver by the towing cable.

또한, 상기 함상은 해저 반사음 수신부로 부터 전송된 먹스 신호를 처리하는 데이터 수신장치와, 상기 데이터 수신장치로 부터 수신된 전기신호 데이터를 분류, 검색, 처리하여 음향신호를 복원하는 자료 처리부로 구성되는 한편, 상기 음원발생기 및 해저 반사음 수신부를 제어하고 전원을 공급하는 제어신호 및 전원공급부를 포함하여 이루어진다.The vessel may include a data receiver for processing a mux signal transmitted from a subsea reflection sound receiver, and a data processor for classifying, retrieving, and processing electrical signal data received from the data receiver to restore an acoustic signal. On the other hand, it comprises a control signal and a power supply for controlling the sound source generator and the subsea reflection sound receiving unit and power.

수중에서 발생하는 음향은 해수 입자의 기계적인 소밀작용에 의해 주변으로 전파된다.Sound generated in the water is propagated to the surroundings by mechanical coarsening of seawater particles.

이러한 음향진동은 주파수의 제곱과 진폭의 제곱에 정비례하는 크기로 수중 청음기에 도달되어 체적변화를 일으키고, 수중청음기는 상기 체적변화에 반응하여 그 음파와 동형인 전기파형에 해당하는 전기적 신호를 발생한다. 이러한 전기신호는 잡음제거를 위한 차동증폭기를 거쳐 먹스부에 입력된다.These acoustic vibrations reach a hydrophone with a magnitude proportional to the square of the frequency and the square of the amplitude and cause a volume change, and the hydrophone responds to the volume change to generate an electrical signal corresponding to the electric wave being homogenous with the sound wave. . The electrical signal is input to the mux through a differential amplifier for noise reduction.

먹스부에 입력된 신호는 순차적으로 멀티플렉싱되어진 후 샘플링 및 양자화 과정을 거쳐 디지탈 신호화된 후, 진동격리모듈을 거쳐 예인 케이블을 통하여 함상으로 전송된다.The signal input to the MUX is sequentially multiplexed, then digitally signaled through sampling and quantization, and then transmitted to the ship via a towing cable via a vibration isolation module.

이때의 전송신호는 전류의 변화 또는 전압의 변화 형태로 표현될 수 있다.In this case, the transmission signal may be expressed as a change in current or a change in voltage.

한편, 함상에는 GPS안테나가 구비되어 있어 배의 현재 위치를 실시간으로 제공받고, 현재의 위치에 따른 해저 지질을 음원발생기와 해저음 수신부를 통해서 입력받게 되는 것이다.On the other hand, the ship is equipped with a GPS antenna to receive the current position of the ship in real time, the seabed geology according to the current position is to be input through the sound source generator and the subsea sound receiver.

따라서, 배를 유동시키면서 해저의 지질 상태를 실시간으로 조사하게 되어 현재의 배 위치에서 해저의 지질상태를 정밀하게 조사할 수 있게 된다.Therefore, the geological state of the seabed is investigated in real time while the ship flows, and the geological state of the seabed can be precisely investigated at the current ship position.

그러나, 현재의 시스템은 예인 케이블이 일정길이를 유지하고 있어야 하기 때문에 함상과 음원발생기 및 해저 반사 수신부와 일정하게 떨어진 상태를 유지하면서 항해하며 이때문에 함상에 구비된 GPS안테나부를 통해 수신되는 배의 위치와 음원발생기 및 해저 반사음 수신부를 통해 입력되는 자료는 약간의 차이가 있게 된다.However, the current system sails while keeping the towing cable in constant distance from the ship, the sound generator and the subsea reflection receiver. There is a slight difference between the position and the data input through the sound generator and the subsea reflection receiver.

즉, 일반적인 GPS를 이용한 해저 지질 조사장치는 도 1에 도시한 바와같이, 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신기(20)가 배(30)와 정확한 거리를 계속 유지하게 되면 함상에서 GPS 안테나(40)를 통해 수신되는 지점에서 예인 케이블(50)과의 거리를 뺀 값이 해저지질 조사지점이 되지만, 해상에서 상기 음원발생기 및 해저 반사음 수신부가 항상 배와 일정거리를 이격된 상태를 유지할 수 없기 때문에 정확한 데이터를 산출하기 어려운 것이었다.That is, a general seabed geological survey apparatus using GPS, as shown in Figure 1, when the sound generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 to maintain the exact distance from the ship 30, the GPS antenna 40 on the ship The subtracted distance from the towing cable 50 at the point received through) becomes the subsurface geological survey point, but since the sound generator and the subsea reflection sound receiver cannot always keep a certain distance from the ship at sea, It was difficult to produce accurate data.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 음원발생기와 해저 반사음 수신기 및 GPS 안테나부를 봉을 통해 고정하여 함상에서 상기 해저 반사음 수신기와 GPS 안테나부를 통해 데이터를 입력하여 원하는 지점에서의 해저 지질을 정확히 판독하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by fixing the sound source generator, the subsea reflection receiver and the GPS antenna unit through the rod to input the data through the subsea reflection sound receiver and GPS antenna unit in the seabed geological at the desired point The purpose is to read correctly.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,

본 발명은 음원발생기와 해저 반사음 수신부 및 GPS 안테나부를 일개의 봉으로 고정하고, 상기 음원발생기 및 해저 반사음 수신기의 하단에는 파도의 영향을 보상하기 위한 탄발 스프링을 장착한 것이 특징이다.The present invention is characterized in that the sound source generator, the subsea reflection sound receiving unit and the GPS antenna unit is fixed with one rod, and a lower spring of the sound source generator and the subsea reflection sound receiver is mounted to compensate for the influence of waves.

도 1은 일반적인 GPS를 이용한 해저지질 조사장치 구성도.1 is a block diagram of a subsea geological survey apparatus using a general GPS.

도 2는 본 발명의 GPS를 이용한 해저지질 조사장치 구성도.Figure 2 is a block diagram of a seabed geological survey apparatus using the GPS of the present invention.

도 3은 본 발명의 설치 상태도.3 is an installation state diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 음원 발생기 20: 발신음 수신기10: sound source generator 20: dial tone receiver

30: 배 40: GPS 안테나30: 40 times: GPS antenna

50: 케이블 60: 봉50: cable 60: rod

70. 80: 탄발장치70. 80: Shotgun

이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 설치상태도로써, 도시한 바와같이,2 is a configuration diagram of the present invention, Figure 3 is an installation state diagram of the present invention, as shown,

음원발생기(10)와 해저 반사음 수신부(20) 및 GPS 안테나부(40)를 일개의 봉(60)으로 소형 함상(100)에 고정시키고, GPS 안테나부(40)로 부터 케이블(50)을 함상(30)에 연결하여 해저 지질 조사 측정위치를 정확히 인지할 수 있도록 하였다.The sound source generator 10, the subsea reflection sound receiver 20, and the GPS antenna unit 40 are fixed to the small ship 100 by one rod 60, and the cable 50 is shipped from the GPS antenna unit 40. In connection with (30), it was possible to accurately recognize the seabed geological survey measurement position.

그리고, 상기 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하단에는 파도의 영향을 보상하기 위한 탄발 수단(70, 80)을 부착하여 이루어진다.And, the lower end of the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiving unit 20 is made by attaching the cartilage means (70, 80) for compensating the influence of the wave.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 먼저 음원발생기(10)와 해저 반사음 수신부(20)및 GPS 안테나부(40)를 고정하기 위한 봉(60)을 구비하는바, 상기 봉(60)의 양 사이드에는 음원발생기(10)와 해저 반사음 수신부(20)를 각각 고정하고, 중간에는 GPS 안테나(40)를 물위로 띄우기 위한 소형 배(100)를 고정시킨다.The present invention constituted as described above is provided with a rod 60 for fixing the sound source generator 10, the subsea reflection sound receiving unit 20 and the GPS antenna unit 40, both sides of the rod 60 The sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 are respectively fixed, and the small boat 100 for floating the GPS antenna 40 on the water is fixed in the middle.

그리고, 상기 GPS 안테나부(40)는 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신기(20)와 마찬가지로 함상(30)에 신호를 전달하기 위한 케이블(50)을 함상(30)에 연결시킨다.In addition, the GPS antenna unit 40 connects the cable 30 to the ship 30 to transmit a signal to the ship 30 similarly to the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20.

그리고, 상기 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하부에는 파도의 영향을 흡수하기 위한 탄발수단(70, 80)을 설치하는바, 이는 파고가 다른 지점에 비해 높아 지면서 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)가 상승되는 것을 방지하고 파고가 다른 지점에 비해 낮아 지면서 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)가 하강되는 것을 방지하기 위함이다.In addition, the sound source generator 10 and the bottom of the subsea reflection sound receiving unit 20 is provided with a carbushing means (70, 80) for absorbing the influence of the wave, which is higher than other points, the sound source generator 10 ) And to prevent the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 from falling while the wave height is lowered compared to other points.

즉, 파고가 다른 지점에 비해 높아지면 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하단에 설치되는 탄발스프링(70, 80)이 수축되면서 파도의 충격을 흡수하고, 또한 파고가 다른 지점에 비해 낮아지면 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하단에 설치되는 탄발스프링(70, 80)이 늘어나면서 파도의 충격을 흡수하게 되는 것이다.That is, when the crest is higher than other points, the tantalum springs 70 and 80 installed at the lower ends of the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 are contracted to absorb the impact of the waves, and the crest is also at a different point. When compared to the lower than the tantalum springs 70, 80 installed on the lower end of the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 is to absorb the impact of the waves.

만약에 상기와 같은 탄발스프링(70, 80)을 설치하지 않게 되면, 파도가 높은 곳에서는 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)가 매우 높게 상승하게 되고, 파도가 낮은 곳에서는 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)가 매우 낮게 하강하게 되어, 봉(60)의 양 사이드가 균형을 잃고 뒤집어질 수도 있게 되는 것이다.If the above-described tantalum springs 70 and 80 are not installed, the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 rise very high in the place where the wave is high, and the sound source generator in the place where the wave is low. 10) and the subsea reflection sound receiver 20 is lowered very low, so that both sides of the rod 60 may be unbalanced and flipped over.

그러나, 본 발명에서와 같이 충격완화를 위한 탄발수단(70, 80)을 설치하게 되면 이를 보정하게 되므로 파도에 의한 충격을 보정할 수 가 있어 안정된 상태를 유지하므로 해저의 지질 탐사에 차질이 없게 된다.However, when the impact means 70 and 80 for shock mitigation are installed as in the present invention, it is possible to correct the impact caused by the waves so that it is possible to correct the impact due to the waves. .

결국, 본 발명은 음원발생기(10)와 해저 반사음 수신기(20)를 봉(60)으로 연결하고, 상기 음원 발생기(10)와 해저 반사음 수신기(20)의 중간 지점에 GPS 안테나(40)를 설치하여 운용함으로써, GPS안테나(40)를 통해 수신되는 지점의 해저 지질을 정확하게 측정할 수 있게 되는 잇점이 있다.As a result, the present invention connects the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 with a rod 60, and installs the GPS antenna 40 at an intermediate point between the sound source generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20. By operating, the advantage of being able to accurately measure the seabed geology of the point received through the GPS antenna (40).

이는 종래의 장치가 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)와 GPS 안테나(40) 사이가 일정하게 이격되어 정확한 위치에 따른 해저 지질 탐사가 어려운 것과 대비되며, 본 발명을 이용하게 되면 GPS 안테나가 수신한 지점의 해저 지질 탐사를 용이하게 실시할 수 있다.This contrasts with the conventional device, which is difficult to detect the subsurface geology according to the exact position because the sound generator 10 and the subsea reflection sound receiver 20 and the GPS antenna 40 are constantly spaced apart, and the present invention uses the GPS antenna. The seabed geological exploration of the point received by can be performed easily.

상술한 바와같이 본 발명은 음원발생기와 해저 반사음 수신기 및 GPS 안테나부를 봉을 통해 고정하여 함상에서 상기 해저 반사음 수신기와 GPS 안테나부를 통해 데이터를 입력하여 원하는 지점에서의 해저 지질을 정확히 판독할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, in the present invention, the sound source generator, the subsea reflection receiver, and the GPS antenna unit are fixed through the rod to input data through the subsea reflection receiver and the GPS antenna unit, thereby accurately reading the seabed lipid at a desired point. To provide.

Claims (1)

GPS 위치 수신 지점에 해당하는 장소에서의 정확한 해저 지질 조사를 위해 지질 조사용 함상(30)에 연결되는 해저 지질 조사장치로서,A subsea geological surveying device connected to a geological survey vessel 30 for accurate subsea geological survey at a place corresponding to a GPS location receiving point, 해저를 향해 초음파를 발생시키기 위한 음원 발생기(10);A sound source generator 10 for generating ultrasonic waves toward the seabed; 상기 음원 발생기(10)에서 발생된 초음파가 해저로부터 반사되는 해저 반사음을 수신하기 위한 해저 반사음 수신부(20);A subsea reflection sound receiver 20 for receiving a subsea reflection sound in which the ultrasonic waves generated by the sound source generator 10 are reflected from the sea bottom; 소형 함상(100) 상에 설치되고, 함상(30)의 현재 위치를 파악하기 위해 인공위성과 위치신호를 송수신하기 위한 GPS 안테나부(40);A GPS antenna unit 40 installed on the small ship 100, for transmitting and receiving satellites and position signals to grasp the current position of the ship 30; 상기 음원 발생기(10), 반사음 수신부(20) 및 GPS 안테나부(40)를 각각 상기 함상(30)에 연결하기 위한 복수개의 케이블(50);A plurality of cables (50) for connecting the sound source generator (10), the reflection sound receiver (20) and the GPS antenna unit (40) to the ship (30), respectively; 상기 음원 발생기(10), 반사음 수신부(20) 및 GPS 안테나부(40)를 고정시켜 상기 음원 발생기(10), 반사음 수신부(20) 및 GPS 안테나부(40)를 상기 함상(30)으로부터 일정한 거리를 유지하도록 하기 위한 봉(60);The sound source generator 10, the reflection sound receiver 20, and the GPS antenna unit 40 are fixed to the sound source generator 10, the reflection sound receiver 20, and the GPS antenna unit 40 by a predetermined distance from the ship 30. Rods 60 to maintain; 파도의 영향을 보상하기 위해 상기 음원발생기(10) 및 해저 반사음 수신부(20)의 하단에 부착되는 탄발 수단(70, 80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 해저지질 조사 장치.In order to compensate for the effects of the wave, the sound source generator (10) and the subsea geological survey apparatus using GPS, characterized in that it comprises a resilient means (70, 80) attached to the bottom of the subsea reflection sound receiver (20).
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