О гидролокаторах
История создания
Считается, что еще в IV веке до нашей эры Аристотель открыл способность различать звуки не только на воздухе, но и под водой.
Первое зафиксированное использование человеком технологии, лежащей в основе гидролокатора, было описано в 1490 году Леонардо да Винчи, когда трубка, опущенная в воду, по-видимому, могла обнаруживать приближающиеся суда, если к трубке прикладывали ухо.
Считается, что еще в IV веке до нашей эры Аристотель открыл способность различать звуки не только на воздухе, но и под водой.
Первое зафиксированное использование человеком технологии, лежащей в основе гидролокатора, было описано в 1490 году Леонардо да Винчи, когда трубка, опущенная в воду, по-видимому, могла обнаруживать приближающиеся суда, если к трубке прикладывали ухо.
В 1822 году Даниэль Коллоден использовал подводный колокол для измерения скорости звука под водой в Женевском озере, Швейцария. Позже результаты этих исследований помогли другим изобретателям в создании первых гидролокаторов.
Льюис Никсон изобрёл первый гидролокатор в 1906 году как способ обнаружения айсбергов. Интерес к гидролокаторам возрос во время Первой мировой войны, когда возникла необходимость в обнаружении подводных лодок.
В 1915 году Поль Ланжевен, используя пьезоэлектрические свойства кварца, изобрёл первый гидролокатор для обнаружения подводных лодок, названный «эхолотом для обнаружения подводных лодок». Его изобретение появилось слишком поздно, чтобы оказать существенное влияние на военные действия, но своей работой Ланжевен внес огромный влкад в развитие технологии гидролокации.
Первые гидролокаторы были пассивными устройствами, то есть сигналы не посылались,а только прослушивались. К 1918 году практически одновременно в Великобритании и США были созданы активные системы (в активном гидролокаторе сигналы одновременно посылаются, а затем принимаются обратно для обработки).
Назначение гидролокаторов
Гидролокатор - один из важнейших приборов для исследования и изучения океана и морской среды. Однако это не просто один прибор — это целая категория устройств, используемых в различных целях. Наиболее распространённые - гидролокаторы бокового обзора (ГБО) и нижнего сканирования (эхолот).
Гидролокаторы используются для измерения глубины воды в океанах, морях или озёрах, а также определения рельефа дна и поиска объектов под водой.
Батиметрические исследования проводятся гидрографами, которые изучают физические свойства океана и других водоёмов. Для этого они используют эхолоты, которые бывают двух типов: однолучевые и многолучевые.
Гидролокатор - один из важнейших приборов для исследования и изучения океана и морской среды. Однако это не просто один прибор — это целая категория устройств, используемых в различных целях. Наиболее распространённые - гидролокаторы бокового обзора (ГБО) и нижнего сканирования (эхолот).
Гидролокаторы используются для измерения глубины воды в океанах, морях или озёрах, а также определения рельефа дна и поиска объектов под водой.
Батиметрические исследования проводятся гидрографами, которые изучают физические свойства океана и других водоёмов. Для этого они используют эхолоты, которые бывают двух типов: однолучевые и многолучевые.
Пример измерения глубины водоёма при помощи эхолота
Однолучевой эхолот
Однолучевой эхолот использует звуковые волны для измерения расстояния в воде. Это один из самых распространённых типов гидролокаторов, который используется почти на каждом судне в мире для измерения глубины воды, чтобы не сесть на мель. Это тип гидролокатора также популярен у любителей рыбалки, которые часто используют его для поиска мест скопления рыб. В гидрографии это один из самых распространённых и экономичных инструментов для батиметрических исследований. В автономных подводных аппаратах и необитаемых подводных аппаратах эхолокаторы используются для измерения высоты над морским дном и для предотвращения столкновений с препятствиями.
В однолучевом эхолоте акустический преобразователь испускает звуковую волну, которая проходит через воду и отражается от морского дна или других объектов в толще воды. Затем преобразователь принимает отражённую звуковую волну и измеряет время, за которое звуковая волна возвращается. Используя известную величину "скорость звука" в воде, можно вычислить расстояние до морского дна. Важно отметить, что на точность всех гидролокаторов, в том числе эхолотов, могут влиять такие факторы, как температура воды, солёность и колебания скорости звука.
Однолучевой эхолот использует звуковые волны для измерения расстояния в воде. Это один из самых распространённых типов гидролокаторов, который используется почти на каждом судне в мире для измерения глубины воды, чтобы не сесть на мель. Это тип гидролокатора также популярен у любителей рыбалки, которые часто используют его для поиска мест скопления рыб. В гидрографии это один из самых распространённых и экономичных инструментов для батиметрических исследований. В автономных подводных аппаратах и необитаемых подводных аппаратах эхолокаторы используются для измерения высоты над морским дном и для предотвращения столкновений с препятствиями.
В однолучевом эхолоте акустический преобразователь испускает звуковую волну, которая проходит через воду и отражается от морского дна или других объектов в толще воды. Затем преобразователь принимает отражённую звуковую волну и измеряет время, за которое звуковая волна возвращается. Используя известную величину "скорость звука" в воде, можно вычислить расстояние до морского дна. Важно отметить, что на точность всех гидролокаторов, в том числе эхолотов, могут влиять такие факторы, как температура воды, солёность и колебания скорости звука.
Однолучевые эхолоты обеспечивают измерение глубины в одной точке непосредственно под излучателем (трансдьюсером), создавая профиль глубины вдоль траектории движения судна при проведении исследования. Этого достаточно для создания приблизительной карты глубины, но недостаточно для отображения мелких деталей, таких как рельеф морского дна, батиметрические особенности или подводные объекты.
Несмотря на эти ограничения, однолучевые эхолоты по-прежнему широко используются во многих областях, где их простота, экономичность и удобство применения являются преимуществами. Однако если вам нужна более детальная и чёткая карта, вам может понадобиться многолучевой эхолот.
Несмотря на эти ограничения, однолучевые эхолоты по-прежнему широко используются во многих областях, где их простота, экономичность и удобство применения являются преимуществами. Однако если вам нужна более детальная и чёткая карта, вам может понадобиться многолучевой эхолот.
Многолучевой эхолот
Многолучевые эхолоты также измеряют глубину воды, но сразу в нескольких точках, обеспечивая гораздо более высокую детализацию и возможность видеть форму морского дна и обнаруживать объекты. Когда вы слышите статистику о том, какая часть океана нанесена на карту, например, «менее 30% океана нанесено на карту», речь идёт о подробных картах, составленных с помощью многолучевых эхолотов. Многолучевые эхолоты являются золотым стандартом для батиметрии в большинстве областей применения, но их стоимость и сложность намного выше.
Многолучевой эхолот излучает единственную звуковую волну от преобразователя, установленного на корпусе судна, а затем анализирует отраженные волны, принимаемые множеством более мелких преобразователей. После некоторых математических расчетов в реальном времени, он может точно определить, с какого направления пришла каждая часть возвращаемой звуковой волны, позволяя тем самым видеть “несколько лучей” вместо одного луча. Результат - возможность быстро и эффективно создать подробную батиметрическую карту.
Многолучевые эхолоты являются важным инструментом для понимания и составления карт мирового океана и подводной среды. Батиметрические данные высокого разрешения, предоставляемые многолучевым эхолотом, показывают такие детали, как траншеи, гребни и подводные горы. Они часто используются в гидрографической съемке, океанографических исследованиях, разведке морских ресурсов, подводном картографировании и навигации для кораблей и подводных аппаратов.
К основным недостаткам можно отнести высокую стоимость, габариты и
массу. Большой объём данных, получаемых с помощью многолучевых эхолотов, также может создавать сложности при обработке и интерпретации — для извлечения значимой информации из необработанных данных часто требуются продвинутые навыки обработки данных и специальное программное обеспечение. Многолучевые эхолоты также могут подвергаться воздействию помех от объектов или организмов в толще воды, таких как рыбы, пузырьки воздуха или взвешенные частицы, что может привести к получению зашумлённых или искажённых данных, для получения точных результатов которых может потребоваться дополнительная обработка или фильтрация.
Многолучевые эхолоты также измеряют глубину воды, но сразу в нескольких точках, обеспечивая гораздо более высокую детализацию и возможность видеть форму морского дна и обнаруживать объекты. Когда вы слышите статистику о том, какая часть океана нанесена на карту, например, «менее 30% океана нанесено на карту», речь идёт о подробных картах, составленных с помощью многолучевых эхолотов. Многолучевые эхолоты являются золотым стандартом для батиметрии в большинстве областей применения, но их стоимость и сложность намного выше.
Многолучевой эхолот излучает единственную звуковую волну от преобразователя, установленного на корпусе судна, а затем анализирует отраженные волны, принимаемые множеством более мелких преобразователей. После некоторых математических расчетов в реальном времени, он может точно определить, с какого направления пришла каждая часть возвращаемой звуковой волны, позволяя тем самым видеть “несколько лучей” вместо одного луча. Результат - возможность быстро и эффективно создать подробную батиметрическую карту.
Многолучевые эхолоты являются важным инструментом для понимания и составления карт мирового океана и подводной среды. Батиметрические данные высокого разрешения, предоставляемые многолучевым эхолотом, показывают такие детали, как траншеи, гребни и подводные горы. Они часто используются в гидрографической съемке, океанографических исследованиях, разведке морских ресурсов, подводном картографировании и навигации для кораблей и подводных аппаратов.
К основным недостаткам можно отнести высокую стоимость, габариты и
массу. Большой объём данных, получаемых с помощью многолучевых эхолотов, также может создавать сложности при обработке и интерпретации — для извлечения значимой информации из необработанных данных часто требуются продвинутые навыки обработки данных и специальное программное обеспечение. Многолучевые эхолоты также могут подвергаться воздействию помех от объектов или организмов в толще воды, таких как рыбы, пузырьки воздуха или взвешенные частицы, что может привести к получению зашумлённых или искажённых данных, для получения точных результатов которых может потребоваться дополнительная обработка или фильтрация.
