ГИДРА - мобильный программно-аппаратный комплекс для исследования дна

СКНАРЯ А.В., ТРУСИЛОВ В.Т. НИИ Приборостроения ИМ. В.В. ТИХОМИРОВА, Россия

Возрастание экономической активности человека привело к вовлечению в хозяйственную сферу деятельности внутренних акваторий и шельфа морей. Возникла потребность в эффективных методах и средствах, позволяющих быстро и с высоким качеством обеспечивать эту деятельность.

ГИДРА - мобильный - малогабаритный, автоматизированный программно-аппаратный комплекс для площадного исследования дна, задач поиска и мониторинга при работах на реках и море с  использованием цифровых методов формирования и обработки сигналов. ГИДРА может устанавливаться на небольших катерах (лодках). Комплекс пригоден для работ на водоемах любой глубины и позволяет получить высококачественное изображение дна, его рельеф, построить карту и заглянуть в структуру толщи дна.

При гидрографическом исследовании дна на больших площадях для получения трехмерного изображения используются многолучевые эхолоты, а для получения акустического изображения - гидролокаторы бокового обзора (ГБО). Многолучевой эхолот обеспечивает угловое разрешение в единицы градусов за счет обработки информации от большого числа элементов антенны. Большое число каналов обработки существенно усложняет систему.

Предлагается комплекс ГИДРА, который объединяет в себе обе функции и получает угловое разрешение на уровне десятых долей градуса за счет обработки информации всего от двух или трех каналов. При таком числе каналов аппаратура существенно упрощается. Любой канал приема является источником акустического изображения, что не требует отдельного ГБО. Отсюда ряд преимуществ по цене-надежности, габаритам на фоне более высокого разрешения и отсутствия ошибок при совмещении информации двух систем.

Основные технические характеристики комплекса ГИДРА:

Разрешение по наклонной дальности 1-150 см

Максимальная наклонная дальность 70 -15000 м

Ширина бокового обзора на каждый борт 5-7 глубин

Точность построения рельефа дна в полосе до 6 глубин 0,5%

Система питания сеть - 220В/50Гц, аккумуляторы

Вес 19 кг

Конструктивно комплекс содержит блок формирования и обработки сигналов и блок антенн. Блок антенн может поставляться для набортного или буксируемого исполнения. Для автономного питания поставляются аккумуляторные блоки.

Основные области применения.

Поиск различных затонувших объектов

Высокое разрешение и широкая полоса обзора позволяют осуществлять поиск подводных объектов, существенно сокращая время и материальные затраты. Особенно эффективно использование комплекса в мутной воде, где оптические средства не дают результата.

Мобильность позволяет приступить к работам в кратчайшие сроки, что особенно важно при проведении аварийных спасательных операций.

Инженерный и экологический мониторинг

Высокое качество акустического изображения позволяет эффективно использовать комплекс при обследовании подводных частей различных сооружений, включая трубопроводы. Комплекс дает исчерпывающую информацию о трехмерной геометрии дна при подготовке площадок для различных технических объектов под водой.

Построение карт дна и его рельефа

Применяемый фазовый метод площадной съемки позволяет существенно увеличить точность построения батиметрических карт, а сложные высокоэнергетические сигналы расширяют полосу обзора при сохранении высокой точности.

Обеспечение безопасности судоходства

Получаемое в реальном масштабе времени совмещенное акустическое изображение с батиметрической картой дна позволяет быстро и эффективно исследовать как неизвестные, так и быстро меняющиеся фарватеры, что повышает безопасность судоходства.

Комплекс может быть гибко скомпонован для выполнения различных функций:

1) ГБО для получения высококачественного акустического изображения дна. которое необходимо при проведении поиска объектов, общего обзора поверхности дна. экологического и инженерного мониторинга и др.

2) ГБО может быть расширен до комплекса площадной съемки дна, что позволяет одновременно получать высококачественное акустическое изображение и рельеф дна. Применяется для решения задач исследования участка дна перед прокладкой кабелей связи, трубопроводов, проведением строительных работ, картографирование и др.

3) для исследования структуры дна комплекс может быть укомплектован параметрическим профилографом, который позволяет увидеть слоистую структуру дна (песок, глина, камни и т.д.).

Программное обеспечение (ПО) комплекса адаптируется под Пользователя. Оно состоит из ПО первичной и вторичной (камеральной) обработки. ПО первичной обработки позволяет оператору:

- управлять режимами работы и контролировать работу всех узлов комплекса
- проводить первичную обработку эхо-сигналов и отображать ее результаты в реальном времени на мониторе
- архивировать данные для их последующей обработки и осуществлять просмотр архивированных данных

ПО вторичной обработки производит окончательную обработку данных с учетом профиля скорости звука, навигационных данных и данных об ориентации судна по курсу и углам.

Поставка оборудования комплекса может производиться в расширенном комплекте, включающем систему GPS, систему крен-дифферент, измеритель скорости звука, систему буксировки и др. При отсутствии систем ориентации ПО комплекса позволяет осуществить ручную привязку координат. Комплекс построен по модульному принципу и развивается. Начальный вариант поставки может быть простой и дешевый.

При появлении навыков у Пользователя комплект аппаратуры модернизируется, наращиваются функции. Осуществляется информационно-техническая поддержка и сопровождение Пользователя при эксплуатации комплекса.

Материалы международной конференции "Нефть и газ арктического шельфа - 2004"

Еще статьи на тему "комплекс":

Агропромышленный комплекс

Строительный комплекс

Транспортный комплекс

Рыбопромышленный комплекс

Горнопромышленный комплекс и металлургия