Эхолот что это?

Эхолот что это? Из чего состоит и как работает?

Эхолот использует звуковые волны, чтобы «видеть» в воде.

Эхолот — это гидролокатор, необходим для изучения и картографирования водных объектов. Поскольку звуковые волны распространяются в воде дальше, чем радарные и световые волны. В основном используют гидролокатор для разработки морских карт, определения подводных опасностей для навигации, поиска и картографирования объектов в толще воды и на дне, а также для рыбалки. Существует два типа гидролокаторов—активные и пассивные.

Активные преобразователи излучают в воду сигнал. Если объект находится на пути звукового импульса, звук отскакивает от объекта и возвращает “эхо” в гидроакустический преобразователь.

Из чего состоит эхолот?

Эхолот состоит из дисплея и датчика.

Датчик генерирует звуковые волны, отправляя их в толщу воды и получает эхо сигналы возвращающиеся обратно.

Дисплей оснащен компьютером, который обрабатывает полученную от датчика информацию. Он высчитывает и отображает полученную информацию от эхо сигналов, определяя расстояние и величину объекта.

Как работает система эхолота?

Поскольку принципиально работа эхолокаторов практически одинакова, можно вкратце описать ее так. Электрические импульсы генерируются в приемопередатчике эхолота. Далее импульсы отправляются в преобразователь и на выходе получаются звуковые волны. Волны доходя до объекта в толще воды возвращаются эхом к датчику. Преобразователь производит обратную работу: звуковые волны — в электрический импульс. Компьютер, в свою очередь, вычисляет время между отправкой импульса и получением обратно, переводит данные в расстояние и выводит их на дисплей. И на экране мы видим рельеф дна, обнаруженные на дне объекты и рыбу.

Принцип работы одинаков, тем не менее отображение на эхолотах бывает разное. Например, флешер отображает полосы различной интенсивности для отображения глубины до отраженных объектов. А современные дисплеи эхолотов предоставляют информацию в виде картинки, на которой цифрами написана глубина.

Что такое датчик и как он работает?

Датчик эхолота, он же трансдьюсер, является важнейшим элементом эхолота. Преобразователь трансформирует электрические импульсы в звуковые волны и обратно. Датчик не только посылает сигналы, но и затем принимает эхо отраженное от объектов в толще воды и дна. Благодаря этому эхолот «видит», что под водой. Причем датчик тратит около 1% своего времени на передачу и 99% на принятие эхо.

Как датчик выстраивает картину дна?

Эхо одних звуковых волн возвращается быстрее, чем других, хотя все волны распространяются с одинаковой скоростью. Это говорит о том, что некоторые объекты ближе к датчику. Например, на абсолютно плоском дне, вдруг один из сигналов возвращается быстрее, и мы понимаем, что там камень или изменение рельефа дна. Кстати, по отраженному сигналу мы можем сделать вывод о плотности объекта. Чем светлее и четче край объекта, тем он тверже. Мягкое илистое дно темнее с растушеванным не четким сигналом.

Как датчик эхолота определяет глубину?

Датчик эхолота фиксирует время между передачей звукового сигнала и получением отраженного эхо сигнала. Далее компьютер рассчитывает расстояние до объектов. Время между передачей сигнала и получением эха умножают на скорость звука в воде. Звук проходит через воду со скоростью около 1500 метров в секунду. Эхолот анализирует результат и отображает вычисленную глубину воды в цифрах пользователю.

И главное: как эхолот распознает рыбу?

У многих рыб есть плавательный пузырь. Его функция — обеспечение нулевой плавучести рыбы. Пузырь заполнен газом, дабы рыба не утонула под собственной тяжестью. На эхограмме видно отзвук от пузыря, так как его плотность отличается от плотности тела рыбы и плотности воды. Компьютер определяет разницу в полученных эхо сигналах и отражает их на дисплее. Причем, чем больше рыба, тем больший след останется на эхограмме.

Эхолоты

Эхолоты — незаменимое оборудование для проведения геодезических работ

Для измерения расстояния от акустической антенны и до дна водоема предназначено такое устройство, как эхолот. На точность измерения с помощью такого устройства влияние оказывает огромное количество факторов. Эти факторы обязательно должны быть приняты во внимание. В противном случае, ни о какой достоверности полученной информации не может быть и речи.

Правильнее всего, чтобы замеры глубин с помощью эхолота производил человек, который имеет в этом деле опыт. Вместе с тем, если будет использовано качественное современное оборудование, то получить достоверную информацию сможет даже неопытный пользователь.

Эхолоты: что важно знать?

Эхолоты могут быть использованы практически на любом судне. Главное, чтобы оборудование было надежно зафиксировано. Для этого потребуются специальные фиксаторы и подставки.

Геодезические и гидрографические работы в реках, морях и океанах проводятся с помощью эхолота чаще всего в следующих целях:

• для обеспечения безопасности кораблей, барж, лодок;

• для проведения метрологического обследования;

• для проведения топографических и картографических работ.

Купить эхолоты высокого качества дешево и с доставкой можно у нас!

Купить эхолоты, с помощью которых можно будет производить максимально точные замеры, вы можете в нашей компании. Мы предлагаем оборудование South и Lowrance. У нас вы найдете современные эхолоты разной модификации. Также мы предлагаем в широком ассортименте строительные приборы, геодезические приборы, оборудование и ПО, приборы неразрушающего контроля, аксессуары и принадлежности к геодезическому оборудованию.

На весь ассортимент мы установили невысокие цены, каждый желающий сможет приобрести нужное ему оборудование. Оплатить покупку можно наличными и по безналичному расчету. Забрать покупку вы можете как самостоятельно, так и заказав доставку. Доставка осуществляется в самые короткие сроки и стоит она недорого. Мы осуществляем гарантийное и послегарантийное обслуживание продукции South.

Если у вас возникла необходимость в грамотном проведении геодезических работ, тогда без всяких раздумий приобретайте наши эхолоты!

Текущее состояние и направления развития многолучевых эхолотов

Введение

Многолучевые эхолоты, представленные сейчас на рынке, претерпевают постоянное эволюционное развитие по мере развития технологий, а так же, в результате исследований разработчиков в направлении новых способов обработки и использования полученной информации. В статье приводится срез текущих достижений и тенденций развития ведущих разработчиков в области исследовательских гидролокационных решений.

Направление 1 — Повышение разрешения

Основные усилия разработчиков направлены на преодоление физических ограничений в интересах получения более высокого разрешения.
В течение последних нескольких лет ведется борьба за звание лучшего многолучевого эхолота в классе МЛЭ средних глубин между образцами: Teledyne RESON SeaBat 7125, Kongsberg EM 2040/2040C и R2Sonic Sonic 2024. У каждого из образцов есть свои сильные стороны, преимущества и лояльные последователи. Все три образца — первоклассные гидролокаторы, имеющие разрешение около 0,5 × 1,0 градуса. К тому же эти модели гидролокаторов все еще развиваются, и становятся доступны новые опции.

Teledyne RESON 7125 — высококачественное сканирование гавани Плимута, сетка 25 см (данные обследования мелкой воды).

Сравнение результатов сканирования объекта в мелководном районе в Великобритании, Teledyne RESON 7125 слева и KONGSBERG 2040C справа.

R2Sonic только что выпустила свою модель 2026 Sonic, которая предлагает разрешение 0,5 × 0,5 градуса (то есть лучшее разрешение на линейке). Хотя еще не были представлены результаты данных с сонара, но это заявление безусловно является заслуживающим пристального внимания.
Для классе образов для работы на сверх малой дистанции есть несколько вариантов высокого разрешения. Стоит упомянуть о Teledyne BlueView BV5000, который представляет собой гидролокатор, работающий на более высоких частотах (1350-2250 кГц) по сравнению с обычными 400-700 кГц. BV5000 ориентирован на крупномасштабное сканирование (диапазон 10–20 метров) конструкций.

Сканирование гавани в NaviModel, полученного с помощью BlueView 1,35 МГц.

Направление 2 — Миниатюризация

Многие многолучевые эхолоты используются для оперативной съемки на мелководье в гаванях, на водных путях и т. д., где очень важна мобильность, и некоторые производители сосредоточили свои усилия именно в этом направлении — на миниатюризации оборудования, а также комплексировании «все в одном», включая модули навигации: приемники спутниковой системы навигации (GPS) и датчики перемещений.
NORBIT предлагает устройство WMBS/iWBMS, которое имеет исключительно малые габаритные размеры, но при этом реализует разрешение 0,9 × 1,9 градуса. WMBS доступен со встроенными высокопроизводительными приемниками спутниковой системы навигации и инерциальной навигационной системой ИНС (Applanix POS MV). Это устройство иллюстрирует быстрое развитие мобильности гидрографических устройств, рост миниатюризации, без ухудшения разрешения.
Эхолот Teledyne RESON SeaBat T20-P был представлен два года назад и был очень популярен в качестве портативного сонара. Недавно выпущенный эхолот SeaBat T50-P предлагает портативную упаковку со спецификациями (0,5 × 1 градуса), близкими к характеристикам SeaBat 7125. И SeaBat T20-P, и SeaBat T50-P также доступны со встроенными приемниками спутниковой системы навигации и инерциальной навигационной системой, что упрощает мобильность.
Производитель R2Sonic представил образец Sonic 2020 (с разрешением 2 × 2 градуса) — это очень миниатюрный гидролокатор, имеющий хорошие характеристики, а эхолот Sonic 2022 (с разрешением 1 × 1 градус) также позиционируется на рынке как портативный гидролокатор. Оба образца доступны со встроенной инерциальной навигационной системой.
Kongsberg M3 — это еще один многолучевой эхолот класса IHO S-44, зарекомендовавший на конференции Shallow Survey 2015 в Плимуте, Великобритания. M3 является одновременно визуализирующим сонаром и батиметрическим профилографом и предлагает 3-градусный луч для генерации облака точек.
Еще один высокопортативный гидролокатор, обладающий разрешением 2 × 2 градуса с опцией для встроенного ИНС и GPS — это гидрографический локатор Teledyne Odom Hydrographic MB2. Однако, данных с MB2 еще не представлено.

Направление 3 — Комплексирование

Поскольку гидролокатор бокового обзора (ГБО) и многолучевой эхолот базируются на различных технологиях, для действительно хороших результатов вам необходимо как хороший ГБО, так и хороший «многолучевик». Однако физически возможно одновременное получение батиметрии (глубины) и данных интенсивности (гидролокационного изображения). Над созданием совмещенного устройства работают как разработчики многолучевых эхолотов, так и разработчики гидролокаторов бокового обзора.
Разработчики многолучевых эхолотов называют дополнительную опцию «обратным рассеянием», и вы можете найти ее в большинстве продуктов Teledyne RESON, R2Sonic, NORBIT и Kongsberg, где он предлагался в течение нескольких лет вместе со связанной функцией, «фрагментами». Данные обратного рассеяния хотя и не имеют качества гидролокатора бокового обзора, но все же полезны, например, для классификации морского дна, по его типу (песок, камень и т. д.).
Новинки ведущих производителей гидролокаторов бокового обзора — Klein Marine Systems HydroChart 3500 и EdgeTech 6205 — это комбинированные продукты, которые предлагают великолепное изображение гидролокатора бокового обзора с полезным батиметрическим выводом данных. Это определенно интересные образцы из-за их очень высокой полосы (в 8–12 раз глубины) и, следовательно, имеют намного более широкий охват области съемки, чем обычный многолучевой эхолот. Это делает такие продукты идеальными для съемок в реках или просто для съемок на больших площадях — при условии, что вы не ожидаете, что данные о глубине будут сопоставимы с данными лучших многолучевых эхолотов.
GeoSwath и Bathyswath также предлагают образцы с очень большой шириной обзора до 12-кратной глубины. Они обычно используются для исследований рек/каналов.

Направление 4 — Мультиантенные системы

Гонка за более широкое покрытие полосы обзора подводит разработчиков к решениям, включающим работу в нескольких направлениях одновременно.
• Две антенны — Наличие двух антенн дает двойной обзор. Применяя наклон антенны, можно добиться как большей ширины обзора, так и более высокой плотности разрешения, например, для обследования трубопровода с обеих сторон одновременно.
• Три антенны — также применяются для работ по осмотру трубопроводов. При этом, две антенны используются для обследования морского дна по бокам трубы, а высокочастотный гидролокатор (или подводный лазер) используется для съемки центральной части с большой детализацией ,
• Четыре антенны — Уже опробованное ранее решение. Например, Kongsberg EM 2040C поставляется в конфигурации с четырьмя антеннами, где массивы TX и RX разделены для оптимальной производительности/размещения (так на самом деле, гидролокатор с двумя двойными антеннами).

Направление 5 — Повышение возможности обнаружения объектов

Все разработчики ищут новые способы применения оборудования, и используют при этом новые термины.
• Толща воды: многолучевые эхолоты для батиметрических исследований заинтересованы в наиболее интенсивном обратном рассеивании (т.е. эхосигнале от морского дна), поэтому традиционно эхосигналы, образованные в толще воды рассматриваются как шум. Во многих случаях это так и есть, но для некоторых приложений это могут быть полезные данные. Например — струи газа и косяки рыбы (рыболовные гидролокаторы — это, в основном, гидролокаторы водной толщи). Массивы данных из толщи воды имеют внушительные размеры, поэтому их не сохраняют без необходимости в каждом цикле обзора. Обработка записей данных толщи воды также является непростой задачей. Для обнаружения утечки газа, при работе с подвижного носителя необходимо осуществить стационаризацию положения носителя. Данные, полученные в толще воды обычно не используются при работе с подводными аппаратами, так как они позволяют работать непостредственно вблизи обследуемого объекта.
• Множественное обнаружение: возможность получить более одной метки обнаружителя в одном цикле обзора полезна, в случае обследовании района, богатого рыбой в толще воды, когда необходимо получать эхосигнал от морского дна, в случае обследовании затонувшего судна, с выступающими мачтами, где возможно нахождение нескольких отражающих объектов вдоль направления локации.
• Обнаружение/сопровождение трубопровода: возможность обнаружения трубопровода непосредственно в гидролокаторе и возврата аппарата на траекторию вдоль его расположения. Данная опция возможна только когда труба открыта, над поверхностью дна.

Направление 6 — Снижение стоимости

Общая тенденция такова: «Вы получаете то, за что платите», и, говоря о многолучевых эхолотах, вы не пожалеете, что потратили лишние деньги, если позволят бюджеты.
В этой перспективе стоит упомянуть ряд производителей:
• NORBIT — есть серия продуктов среднего класса, которые отличаются от нормы.
• Imagenex — долгое время был на рынке гидролокаторов среднего класса, и у него есть целый ряд систем для специальных целей.
• Tritech — только что анонсировали гидролокатор Gemini 620p (1 × 1 градус) 620 кГц.
• WASSP — производит огромное количество недорогих сонаров для яхтинга / рыбалки и запустил свой новый 224-лучевой сонар, соответствующий стандарту IHO 1a, по очень доступной цене. Начинают поступать первые первые данные от этого эхолота (см. рисунок).

Применение WASSP для картографирования Aliwal Shoal у Дурбана, Южная Африка (точечная сетка 50 см, представленная в NaviModel).

Направление 7 — Использование неакустических технологий: лидар и лазер

Хотя это и не гидролокационная технология, но она находит все большее распространение в телеуправляемых аппаратах при обследовании трубопроводов, фундаментов буровых установок и т. д., И применение подводного лазера/лидара все больше получает популярность.
Такие продукты, как подводные лазерные сканеры 2G Robotics или Cathx Ocean, могут использоваться для тех же целей, что и многолучевые эхолоты, хотя и использую другие физические принципы. Оба продукта создадут набор меток (в координатах дистанция / пеленг) в сверхвысоком (миллиметровом) разрешении — намного выше, чем у любого акустического образца. Проблема заключается в дальности и условиях — подводные лидары/лазеры требуют хорошей прозрачности воды — если вы можете видеть это, вы можете сканировать его. Так что использование лазер имеет физические ограничения, например, при дноуглубительных работах или сканирования мутной реки/гавани. Однако в чистой воде (глубокая, тропическая или северная зима и т. д.), результаты будут просто фантастические.