Войти
Иллюстрация эхолота с использованием многолучевого эхолота. Эхолот - это тип сонара, используемый для определения глубины воды путем передачи звуковых волн в воду. Записывается временной интервал между излучением и возвратом импульса, который используется для определения глубины воды вместе со скоростью звука в воде в данный момент. Затем эта информация обычно используется для целей навигации или для получения глубины для построения графиков. Эхолотом можно также назвать гидроакустические «эхолоты», определяемые как активный звук в воде (сонар), используемый для изучения рыб. При гидроакустических оценках для оценки биомассы и пространственного распределения рыбы традиционно использовались мобильные съемки с лодок. И наоборот, в методах фиксированного местоположения используются стационарные преобразователи для отслеживания проходящей рыбы.
Слово звучание используется для всех типов измерений глубины, включая те, которые не используют звук, и не связано по происхождению со словом звук в чувство шума или тонов. Эхо-зондирование - это более быстрый метод измерения глубины, чем предыдущий метод опускания линии зондирования до тех пор, пока она не коснется дна.
Схема, показывающая основной принцип эхо-зондирования Расстояние измеряется путем умножения половины времени от исходящего импульса сигнала до его возврата на скорость звука в вода, что составляет примерно 1,5 километра в секунду [T ÷ 2 × (4700 футов в секунду или 1,5 килограмма в секунду)]. Для точных приложений эхолокации, таких как гидрография, скорость звука также обычно необходимо измерять, погружая в воду датчик скорости звука . Эхолот - это, по сути, специальное приложение эхолота , используемое для определения дна. Поскольку до СИ традиционной единицей глубины воды была сажень, прибор, используемый для определения глубины воды, иногда называют фатометром. Первый практичный жиромер был изобретен Гербертом Гроувом Дорси и запатентован в 1928 году.
Для большинства нанесенных на карту океанских глубин используется средняя или стандартная скорость звука. Если требуется большая точность, к регионам океана могут применяться средние и даже сезонные стандарты. Для глубин с высокой точностью, обычно ограничиваемых специальными или научными исследованиями, датчик может быть опущен для измерения температуры, давления и солености. Эти коэффициенты используются для расчета фактической скорости звука в местной толще воды. Этот последний метод регулярно используется Управлением береговой службы США для навигационных исследований прибрежных вод США. См. Руководство по полевым процедурам NOAA, веб-сайт Управления береговой службы (http://www.nauticalcharts.noaa.gov/hsd/fpm/fpm.htm ).
Помимо помощи в навигации (на большинстве больших судов будет хотя бы простой эхолот), эхолот обычно используется для рыбной ловли. Перепады высоты часто представляют собой места скопления рыб. Также будут зарегистрированы косяки рыб. Эхолот - это эхолот, используемый как любителями, так и коммерческими рыбаками.
В районах, где требуется подробная батиметрия, для гидрографических работ может использоваться точный эхолот. При оценке такой системы необходимо учитывать множество факторов, не ограничиваясь вертикальной точностью, разрешающей способностью, шириной акустического луча передающего / принимающего луча и акустической частотой преобразователя .
. прецизионный двухчастотный эхолот Teledyne Odom MkIII Большинство гидрографических эхолотов двухчастотные, что означает, что низкочастотный импульс (обычно около 24 кГц) может передаваться одновременно с высокочастотным импульсом (обычно около 200 кГц)). Поскольку две частоты дискретны, два возвратных сигнала обычно не мешают друг другу. Есть много преимуществ двухчастотного эхолокации, включая возможность идентифицировать слой растительности или слой мягкой грязи поверх слоя горной породы.
Снимок экрана с разницей между одночастотными и двухчастотными эхограммами. В большинстве гидрографических операций используется датчик 200 кГц, который подходит для прибрежных работ на глубине до 100 метров. Более глубокая вода требует преобразователя более низкой частоты, поскольку акустический сигнал более низких частот менее подвержен затуханию в толще воды. Обычно используемые частоты для глубоководного зондирования - 33 кГц и 24 кГц.
Ширина луча преобразователя также важна для гидрографа, поскольку для получения наилучшего разрешения собранных данных предпочтительна узкая ширина луча. Это особенно важно при зондировании на глубокой воде, так как результирующий след акустического импульса может быть очень большим, когда он достигает дна удаленного моря.
В дополнение к однолучевому эхолоту существуют эхолоты, способные принимать множество ответных сигналов. Эти системы подробно описаны в разделе многолучевой эхолот.
Эхолоты используются в лабораторных приложениях для мониторинга процессов переноса наносов, размыва и эрозии в масштабных моделях (гидравлические модели, лотки и т. Д.). Их также можно использовать для создания графиков трехмерных контуров.
Требуемая точность и точность гидрографического эхолота определяется требованиями Международной гидрографической организации (IHO) для исследований, которые должны соответствовать стандартам IHO. Эти значения содержатся в публикации IHO S44.
Чтобы соответствовать этим стандартам, геодезист должен учитывать не только вертикальную и горизонтальную точность эхолота и преобразователя, но и геодезическую систему в целом. Может использоваться датчик движения, в частности компонент вертикальной качки (при однолучевом эхолотировании), чтобы уменьшить зондирование для движения судна, испытываемого на поверхности воды. Как только все погрешности каждого датчика установлены, гидрограф создаст бюджет неопределенности, чтобы определить, соответствует ли геодезическая система требованиям, установленным IHO.
Различные гидрографические организации будут иметь свой собственный набор полевых процедур и руководств, которые помогут их геодезистам соответствовать требуемым стандартам. Двумя примерами являются публикация Инженерного корпуса армии США EM110-2-1003 и «Руководство по полевым процедурам» NOAA.
Немецкий изобретатель Александр Бем получил разрешение Немецкий патент No. 282009 за изобретение эхолота (устройство для измерения глубины моря, расстояний и курсов судов или препятствий с помощью отраженных звуковых волн) 22 июля 1913 года.
Одним из первых коммерческих эхолотных устройств был Fessenden Fathometer, который использовал осциллятор Фессендена для генерации звуковых волн. Впервые он был установлен Submarine Signal Company в 1924 году на лайнере MM SS Berkshire.
СМИ, связанные с зондированием эха на Wikimedia Commons
.
