Многолучевой эхолот EM2040

Эхолот с расширенным диапазоном частот и высокой разрешающей способностью, предназначенный для выполнения площадной съемки рельефа дна в прибрежной зоне и являющийся первой системой, оснащенной технологией глубоководных эхолотов по электронному управлению лучами.




Важными преимуществами системы EM 2040 являются:

  • два профиля за одну посылку позволяют увеличить производительность съемки
  • режим частотной модуляции позволяет значительно увеличить диапазон измерения глубин;
  • полная стабилизация лучей по бортовой и килевой качке, а также за рыскание судна;
  • динамическая фокусировка лучей при излучении и приеме.
EM 2040 имеет модульную конструкцию, позволяющую пользователю, в зависимости от стоящих перед ним задач, выбрать гидроакустическую антенну с шириной луча 0.5°х1°, 1°х1° или 1°х2°. Излучаемый веерный импульс разделен на три частотных сектора, что обеспечивает подавление помех, возникающих в результате интерференции многократно переотраженного сигнала, часто наблюдаемых в более простых системах, когда используется угол раскрытия от 60 градусов и выше.
Многолучевой эхолот EM 2040 позволяет получать два профиля за одну посылку, тем самым, обеспечивая достаточную плотность измеренных глубин при нормальной скорости судна. Например, при 8-и узлах достигается 100% покрытие дна при ширине луча 0.5°. Диапазон рабочих частот EM 2040 составляет 200, 300 и 400 кГц при использовании только одной стандартной гидроакустической антенны. Таким образом, оператор может моментально выбрать наиболее подходящую рабочую частоту: 300 кГц - для мелководья, 200 кГц - для глубоководных участков и 400 кГц - для исследования дна с очень высоким разрешением.

Полоса пропускания гидроакустической антенны EM2040 позволяет системе эффективно работать с импульсами очень малой длительности, менее 20 мксек. Таким образом, разрешение по дальности составляет порядка 10 мм, а разрешение по глубине будет составлять менее 1мм. Стандартное исполнение гидроакустической антенны EM 2040 позволяет ей выдерживать гидростатическое давление до 6000 метров. Таким образом, система полностью готова для использования на автономных (AUV) или дистанционно управляемых (ROV) подводных аппаратах. Вся аналоговая электроника располагается в гидроакустической антенне и связь с процессорным устройством реализована с помощью стандартного интерфейса Ethernet. Для подводных устройств, процессорное устройство может быть смонтировано в герметичном цилиндре с минимальным внутренним диаметром всего 230 мм.

Пример данных

Компоненты

Базовый комплект EM 2040 включает в себя всего четыре компонента: передающую и принимающую гидроакустические антенны, процессорное устройство и станцию оператора. Для полноценной работы системы необходимо наличие датчика перемещения судна, системы позиционирования, а также прибора для измерения профиля скорости звука в воде. Дополнительно можно использовать датчик скорости звука в воде, который устанавливается непосредственно рядом с гидроакустической антенной и измеряет скорость звука в реальном режиме времени. Гидроакустическая антенна может поставляться уже смонтированной на специальную общую раму вместе с датчиком перемещения судна и скорости звука. Точная фабричная установка компонентов в этом случае облегчает процедуру установки системы на судне.

EM 2040 - это модульная система, полностью готовая для дальнейшего наращивания для более сложных применений. Стандартная передающая антенна обеспечивает раскрытие до 200°, что позволяет получить полосу обзора до 6-ти глубин при использовании одной принимающей антенны. Использование второй принимающей антенны позволяет получать на плоском дне полосу обзора до 10 глубин. Передающая и принимающая гидроакустические антенны выполнены в отдельном титановом корпусе.

Гидроакустические антенны соединены с процессорным устройством через сетевой интерфейс Ethernet. Скорость обмена данными по Ethernet между передающей антенной и процессорным устройством составляет 100 Мбит/с, а между принимающей антенной и процессорным устройством - 1Гбит/с. Питание гидроакустических антенн осуществляется от процессорного устройства.

Управление многолучевым эхолотом EM 2040, контроль качества данных и хранение собираемых данных обеспечивается станцией оператора с помощью программного обеспечения SIS (QINSy).

Режимы работы

EM2040 работает в диапазоне частот от 200 до 400 кГц. Доступно три стандартных режима: 300 кГц используется для нормальных операций и обеспечивает оптимальный баланс между высоким разрешением, максимальной глубиной и хорошей устойчивостью к влиянию взвеси (мути) в воде; 200 кГц обеспечивает выполнение работ с такими же требованиями, как и для обычного гидрографического однолучевого эхолота, с такой же частотой, но позволяет увеличить максимальную глубину; 400 кГц используется для проведения инспекций с наилучшей разрешающей способностью.

Рекомендуется выполнять съемку с использованием частоты 300 кГц. На этой частоте полоса пропускания эхолота составляет 60 кГц по трем частотным секторам. При использовании режима двух профилей за одно излучение используются четыре разные частоты, с минимальной длинной импульса 70 мксек. В таком режиме разрешение по дистанции составляет 5 см с уже проверенным алгоритмом детектирования дна, что обеспечивает разрешение по глубине 1 см. Для глубоководных участков используется режим частотной модуляции с полосой пропускания 1,7 кГц. Этот режим обеспечивает ширину полосы захвата до 500 метров и максимальную дальность 300 метров для морской воды.

Частота 200 кГц имеет такие же характеристики, как и 300 кГц. Полоса пропускания более 20Гц с минимальной длиной импульса 200 мксек обеспечивает разрешение по глубине 5 см, что соответствует точности лучших компенсаторов качки при измерении вертикальной составляющей. При использовании частотной модуляции с полосой пропускания 1,7 кГц максимальная глубина составляет 400 метров для морской воды.

Частота 400 кГц предназначена для инспекции подводных объектов с высоким разрешением на небольших глубинах (или для детального изучения объектов, при использовании ЕМ2040 на подводных носителях). Этот режим использует полосу пропускания 60 кГц, но он ограничен одним угловым сектором с шириной около 110°. При использовании режима двух профилей за одну посылку, длина импульса составляет 30 мксек, а при обычном режиме, с длиной импульса 20 мксек и разрешением по дистанции 1 см, обеспечивается разрешение по глубине 1 мм. При работе в режиме 400 кГц может быть использована конфигурация с двумя принимающими гидролокационными антеннами, но только для получения детального обзора объекта с двух сторон одновременно, а не для увеличения полосы покрытия.

Функциональная схема

Функциональная схема EM2040

Go to top