RU2017113812A - Способ определения поправок к глубинам, измеренным многолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории, и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (49)

1. Способ определения поправок к глубинам, измеренным многолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории, включающий погружение до заданного горизонта или до поверхности дна акватории, а затем подъем до поверхности воды акватории в заданном месте (местах) акватории, приемоизлучающей гидроакустической антенны эхолота, расположенной на нижнем конце базы известной длины, закрепленной в кардановом подвесе с возможностью погружения и подъема данной антенны по вертикали и при этом осуществления излучения по вертикали гидроакустических сигналов до поверхности воды акватории и приема отраженных данных сигналов от поверхности воды акватории указанной антенной, измерение глубины погружения указанной антенны

гидроакустическим методом и определения истинных глубин

и искомых поправок

к глубинам, измеренным эхолотом при съемке рельефа дна акватории, расчетным путем и их регистрацию, отличающийся тем, что осуществляют погружение до заданного горизонта или до поверхности дна в заданном месте (местах) акватории, а затем подъем до поверхности воды акватории приемоизлучающей гидроакустической антенны многолучевого эхолота, расположенной на нижнем конце вертикально удерживаемой базы известной длины с возможностью излучения данной антенной гидроакустических сигналов до поверхности воды акватории по центральному лучу по вертикали и по наклонным лучам по заданным направлениям и приема отраженных данных сигналов от поверхности воды акватории; расположенной там же морской интегрированной малогабаритной навигационной системы, и датчика скорости распространения звука в воде, а на верхнем конце базы расположенной антенны приемника спутниковой радионавигационной системы; определяют данным приемником в моменты погружения и всплытия верхнего конца базы геодезические координаты X_П, Y_П и X_В, Y_В соответственно, определяют в процессе погружения и подъема забортной части заявленного устройства морской интегрированной малогабаритной навигационной системой текущие счислимые геодезические координаты

,

мест погружения данной антенны, крен α и азимут А направления полосы зондирования гидроакустических сигналов до поверхности воды акватории, измеряют датчиком скорости распространения звука в воде текущие значения скорости звука в воде ϑ_i, а так же определяют текущие значения глубин погружения данной антенны гидроакустическим методом по центральному "i" лучу

и по каждому наклонному "j" лучу

фиксируют в моменты погружения и всплытия верхнего конца базы глубины погружения

и

соответственно, приемоизлучающей гидроакустической антенны многолучевого эхолота, определенные по ее центральному лучу гидроакустическим методом, принимая их за начальную

и конечную

текущие глубины соответственно, а длину базы "b" принимают за опорную искомую глубину

, по полученным данным определяют расчетным путем искомые значения поправок

,

к глубинам

,

, измеренным многолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории соответственно, искомые значения глубин

и искомые значения геодезических координат

,

в месте отражения гидроакустического сигнала от поверхности воды акватории по центральному лучу и искомые глубины до "i" горизонта, на котором находится данная антенна, и их искомые геодезические координаты в местах отражения гидроакустических сигналов, излученных по "j" наклонным лучам от поверхности воды акватории

,

,

соответственно по следующим формульным зависимостям:

для центрального луча:

;

при i=1;

;

;

;

;

;

;

;

где i=1, 2, 3, …K …N;

K и N - количество приращений

,

,

определенных в течение времени погружения от поверхности воды акватории до заданного горизонта тарирования и всплытия до поверхности воды забортной части устройства соответственно;

,

,

- поправки к глубинам

и геодезическим координатам;

,

соответственно, в случае образования невязок при достижении верхним концом базы поверхности воды акватории в моменты погружения и всплытия забортной части заявленного устройства соответственно,

для наклонных лучей:

;

,

;

;

;

;

;

;

;

;

где ij=1, 2, 3 …N,

K и N - количество приращений

,

определенных в течение времени погружения от поверхности воды акватории до заданного горизонта тарирования и всплытия до поверхности воды забортной части заявленного устройства соответственно;

θ_ij - углы, образованные направлением центрального луча "i" и направлением наклонных лучей "j" на "i" горизонте;

углы θ_ij для наклонных лучей слева от центрального луча в направлении зоны зондирования гидроакустических лучей вычисляют по формуле

θ_ij=180+θ_ij;

а для наклонных лучей справа от центрального луча по формуле:

θ_ij=180-θ_ij;

на акваториях где скорость распространения звука в толще воды практически постоянна, углы θ_ij вычисляют по формуле:

,

где Фd - фазовый сдвиг гидроакустического сигнала, применяемого двум смежными элементами приемоизлучающей многолучевой антенны;

ϑзвпов - скорость распространения звука в воде у поверхности данной антенны, расположенной на конце базы;

f - частота гидроакустического сигнала;

d - длина базы между смежными чувствительными элементами приемоизлучающей многолучевой гидроакустической антенны;

α_i - угол крена приемоизлучающей многолучевой гидроакустической антенны на "i" горизонте;

δ - конструктивный угол между смежными чувствительными элементами приемоизлучающей многолучевой гидроакустической антенны;

значение θ_ij для горизонта, характеризующего несколькими слоями с различными скоростями распространения звука в воде в каждом слое, рассчитываются по формуле:

;

где h_i - толщина слоя воды, в котором границей скорости распространения звука в воде изменяется по линейному закону;

n - количество слоев.

,

,

,

,

,

- искомые поправки к глубинам и искомые геодезические координаты их мест измерения, определенные на "i" горизонте по центральному лучу и искомые поправки к глубинам

и искомые координаты их мест измерения, определенные на "i" горизонте по наклонным лучам соответственно,

i,j - номер горизонта и наклонного луча соответственно;

,

- поправки к геодезическим координатам

,

соответственно, в случае образования невязок.

2. Устройство для определения поправок к глубинам, измеренным многолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории, содержащее базу с известной длиной, закрепленную по вертикали на стабилизированной в горизонте платформе, например, в кардановом подвесе, положительную плавучесть, закрепленную в верхней части базы, отрицательную плавучесть, закрепленную в нижней части базы; блок управления; реле, воспринимающие и исполняющие контакты которого закреплены на верхнем конце базы и соединены с блоком управления; регистратор, отличающееся тем, что оно снабжено приемоизлучающей антенной многолучевого эхолота, закрепленной в кардановом подвесе с возможностью излучения гидроакустических сигналов по центральному лучу по вертикали и по наклонным лучам по заданным направлениям вверх до поверхности воды акватории и приема отраженных от поверхности воды акватории данных сигналов; передатчиком и измерительным приемным блоком многолучевого эхолота, соединенных через блок управления соответственно с приемоизлучающей многолучевой гидроакустической антенной; приемником спутниковой радионавигационной системы, антенна которого закреплена на верхнем конце базы; морской интегрированной малогабаритной навигационной системой; датчиком скорости распространения звука в воде, закрепленным в кардановом подвесе; вычислительным комплексом для определения искомых глубин, искомых геодезических координат их места и поправок к глубинам, измеренным многолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории, вход которого через блок управления соединен с выходами измерительного приемного блока многолучевого эхолота, приемника спутниковой радионавигационной системы, морской интегрированной системы, датчика скорости распространения звука в воде, реализующим математические формулы, изложенные по п. 1, а выход - с входом регистратора.