СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ ОКЕАНА Российский патент 2006 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к области гидрометеорологии, а именно к способам и устройству одновременного определения скорости ветра, волнения поверхности моря, динамического подводного шума на акватории морской поверхности, предварительной обработки, передачи информации потребителю, и может быть использовано для определения изменения динамики геофизических параметров как в прибрежной зоне, так и на больших глубинах, а также для оперативного мониторинга за состоянием поверхности океана по измеренным физическим параметрам.

Известен способ и устройство для его осуществления [1], предназначенный для измерения параметров физического поля в водной среде, в котором для измерения параметров физического поля в прибрежной зоне на глубине более 100 м размещают группу устройств регистрации, соединяют их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов. Для повышения надежности прогноза, в частности определения возникновения волны цунами, прогноз определяют поэтапно путем установки дополнительной группы устройств регистрации на расстоянии 2-4 тысячи километров от берега, а группу устройств в прибрежной зоне размещают на расстоянии l от берега, определяемом по формуле

где τ_кр - нормированное время на защиту охраняемого района, g - ускорение свободного падения, Н - средняя глубина моря между берегом и устройством, и выполняют в виде модели шельфа у береговой линии охраняемого района. При этом устройства регистрации закрепляют на дне моря тросами-растяжками, наклоненными под углом 30-60 градусов к горизонту и соединенными с корпусом регистрации, по крайней мере в трех равноудаленных друг от друга точках, по сигналам дальних устройств регистрации устанавливают факт возникновения и направления распространения волн цунами, а по сигналам ближних устройств регистрации определяют степень опасности цунами для охраняемого района. Устройство для осуществления данного способа включает корпус с крышкой и днищем, подводный кабель связи с наземной станцией, в котором крышка выполнена куполообразной, а днище - в виде усеченного конуса, входящим меньшим основанием под куполообразную крышку и соединенную с ребрами жесткости, при этом последние разделяют внутренний объем устройства по крайней мере на четыре сектора, а большее основание корпуса образует с крышкой кольцевую прорезь, в которой в каждом из секторов установлены анемометры, а верхняя часть секторов и сбрасываемой шахты под куполообразной крышкой заполнены газообразным агентом.

Недостатком способа является то, что для его реализации необходимо группу устройств регистрации, размещенную на расстоянии 2-4 тысяч километров от берега, соединять трактом связи с наземными станциями приема в виде кабеля. При наличии электромагнитных помех возможно уменьшение точности передачи исходных сигналов, что негативно сказывается на конечных результатах измерений. Использование в качестве регистрирующих устройств однотипных измерителей, а именно анемометров, характеризует данный способ, как имеющий низкую информативность. Выполнение днища корпуса в виде усеченного конуса не обеспечивает надежного сцепления с грунтом дна моря, который имеет различную структуру от песчаного до каменного, несмотря на наличие тросовых растяжек. При наличии песчаных волн, а в прибрежной зоне существенного ветрового волнения, возможно смещение как тросовых растяжек, так и самого регистрирующего устройства, что может повлечь за собой существенную погрешность измерения сигналов и, как следствие этого, невысокую достоверность определения параметров. Данный способ имеет ограничения по применению так, как его реализации требует привязки к конкретному району, что позволяет получать сигналы с ограниченной площади и направлений. Техническая реализация данного способа отягощена существенными материальными затратами, в связи с необходимостью проведения подводно-водолазных работ при установке датчиков и при устранении возможных неисправностей. Кроме того, наличие кабельных связей между регистрирующими устройствами и береговыми станциями приема сигналов длиной до четырех тысяч километров и наличие металлических растяжек характеризует данный способ как металлоемкий.

В известном устройстве гидрометеоролого-акустических наблюдений за акваторией морского полигона [2], содержащем последовательно соединенные гидрофон, предварительный усилитель, анализатор спектра, выход которого соединен с первым входом индикатора, блок выделения участка спектра, блок классификации шума моря, блок определения скорости ветра и блок определения волнения моря, при этом вход блока выделения участка спектра соединен с выходом анализатора спектра, а выход с входами блока классификации шума моря и блока определения скорости ветра, первый выход блока определения скорости ветра соединен с входом блока определения волнения моря, второй выход блока определения скорости ветра и выход блока определения волнения моря соединены со вторым, третьим и четвертым входами индикатора, блок синхронизации и управления, управляемый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации шума моря, первый синхровыход соединен с синхровыходами анализатора спектра и блока выделения участка спектра, а второй, третий и четвертый синхровыходы с синхровыходами блока классификации шума моря, блока определения скорости ветра и блока определения волнения моря соответственно.

Техническим результатом от использования данного устройства является обеспечение одновременного определения подводного шума моря, средней скорости ветра над акваторией и волнения поверхности в акватории морского полигона, что основано на связи спектра шума моря с гидрометеорологическими условиями через корреляционную зависимость с радиусом корреляции порядка 0.8 между шумом океана и скоростью ветра. Для определения динамического шума выбирают участок диапазона частот от 0.5 до 10 Гц, который и используют для последующей оценки скорости ветра и волнения моря. Для этого ненаправленный гидрофон размещают в толще морской среды на глубине 100-150 метров. Соединяют его с береговой базой, на которой и оценивается гидрометеороло-акустическая обстановка по данным об энергетическом шуме моря, после математической обработки энергетического спектра которого с использованием коэффициентов быстрого преобразования Фурье и функций Лапласса классифицируют шум, по которому вычисляют среднюю скорость ветра, а балльность волнения моря определяют по связи скорости ветра с волнением моря.

Данный способ позволяет определить более широкий диапазон параметров морской среды. Однако в качестве первоначальных сигналов используется энергетический спектр шума моря, измеренный посредством гидрофона, который в дальнейшем подвергается инструментальной и камеральной обработкам, в результате которых по известным аналитическим зависимостям определяют усредненные значения скорости ветра и балльности моря (см., например: 1. Шулейкин В.В. Краткий курс физики моря. Л., Гидрометеорологическое издательство, 1959. 2. Справочник вахтенного офицера. Под ред. Проничкина А.П. Воениздат, 1975. 3. Мореходные таблицы МТ-75. Л., ГУНИО МО СССР, 1975), что не является источником достоверной информативности, так как средство измерения первичных сигналов не позволяет нормировать величину погрешности измерения параметров волнения и, как следствие, отсутствует возможность оценить их соответствие заданным требованиям по причине невозможности метрологически аттестовать средство измерения и метод выполнения измерений, что является необходимым при решении практических задач прикладного характера.

Кроме того, для передачи измеренных сигналов на диспетчерскую станцию необходима кабельная линия связи, что ограничивает использование данного способа для крупномасштабных исследований.

Известен также способ оперативного исследования атмосферы, земной поверхности и океана и устройство для его осуществления [3], включающий транспортировку к области исследования по баллистической или орбитальной траекториям диагностического модуля, отделение от него за границами атмосферы спускаемых капсул, снабженных радиозондами, доставку капсул к исследуемой области, измерение с помощью радиозондов во время их спуска и после их приземления или приводнения параметров атмосферы, земной поверхности и океана, передачу информации от радиозондов пункты приема, в котором от диагностического модуля отделяют комплект спускаемых капсул, количество капсул в котором удовлетворяет условию заполнения всей исследуемой области, после истечения заданного временного интервала осуществляют разведение спускаемых капсул, обеспечивая заданное распределение их в пространстве и доставку их к верхней границе исследуемой области, при этом от диагностического модуля последовательно с заданными временными интервалами отделяют несколько комплектов спускаемых капсул. При этом спускаемая камера содержит корпус с измерительной аппаратурой и парашютную систему.

Недостатком данного способа является то, что при оперативном исследовании океана под воздействием морского волнения происходит нарушение заданного распределения капсул. Кроме того, спуск камер посредством парашютов возможен только при благоприятных погодных условиях так, как при наличии ветра возможно нарушение их заданного распределения. При этом может и не выполняться требование, при котором количество капсул должно удовлетворять условию заполнения всей исследуемой области. Еще одним недостатком является невысокая информативность, так как в качестве регистрирующего устройства используются однотипные измерители, выполненные в виде радиозонда. При этом трансляция измеренных сигналов на береговые диспетчерские станции осуществляется через диагностический модуль по спутниковому каналу связи, что в случае провалов ионосферной связи в период сильных магнитных бурь может привести к нарушению периодичности трансляции измеренной информации.

Известны также способы исследования океана с использованием специализированных судов [4, 5] преимущественно для решения задач многоволновой многокомпонентной сейсморазведки. Общими признаками этих способов являются генерирование в толще воды продольных упругих волн буксируемыми судном или несколькими судами - источником сейсмических сигналов, регистрации отраженных волн приемными устройствами и обработка данных измерений.

Недостатками известных способов [4, 5] являются ограничения в применении, обусловленные влиянием гидрометеорологических факторов, что позволяет выполнять исследования только при благоприятных погодных условиях. Частично выявленных недостатков лишен способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки [6], в котором для повышения информативности и избыточности измерений, а также за счет комплексной обработки всей совокупности данных при синхронной регистрации полного волнового поля, включая кинематические и динамические характеристики всей совокупности отраженных нормальных и широкоугольных, рефрагированных, головных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных автономными донными станциями [6, 7] и многоканальной приемной установкой, состоящей из буксируемых приемных устройств ближней и дальней зон, дополнительно используются скоростные параметры разреза, получаемые при обработке компонентных данных продольных и поперечных волн, а для интерпретации данных и построения моделей исследуемых объектов используются кинетические и динамические характеристики всей совокупности волн, зарегистрированных трехкомпонентным сейсмоприемным модулем и гидроакустическим датчиком давления с последующим накоплением измерительной информации, а местоположение каждой станции на дне моря и при всплытии на поверхность моря определяются с помощью средств гидроакустического и радионавигационного позиционирования. Автономные донные станции выполнены в виде сферического корпуса, внутри которого размещена геофизическая аппаратура, источник питания, а с внешней стороны корпуса - средства связи с обеспечивающим судном и балласт, посредством которого станция погружается на дно, а при его отсоединении станция всплывает на поверхность. Балласт представляет собой бетонный диск или прямоугольный параллелепипед, сочлененный с корпусом через размыкатель. Снаружи корпуса установлены антенна, буйреп и кабельные разъемы.

Данное техническое решение позволяет реализовать систему для морских многоволновых многокомпонентных исследований, которая на основе синергии совокупных синхронных измерений автономными донными станциями и буксируемой косой, позволяет обеспечить потенциальную информативность и достоверность измерений при точной геодезической привязке координат точек измерения. Однако данное техническое решение при проведении морских исследований не обеспечивает непрерывную регистрацию сигналов в полном объеме в течение сравнительно длительного периода времени, что обусловлено использованием в процессе измерений судов с буксируемой косой, выход которых в море ограничен благоприятными погодными условиями. Использование для измерений только автономных донных станций, снабженных якорем-балластом, выполненным в виде бетонного диска или прямоугольного параллелепипеда при размещении станций на дне моря с неравномерным рельефом, не обеспечивает полную и адекватную передачу колебаний грунта и водной среды на датчики, что искажает результаты измерений, что обусловлено неодинаковой ориентацией станций, а также влиянием придонных течений, которые меняют направление и могут непосредственно раскачивать станцию при неплотном сцеплении с грунтом морского дна, что наблюдается при выполнении якоря-балласта в виде диска или прямоугольного параллелепипеда. Еще один механизм воздействий подводных течений состоит в генерации акустических помех в воде за счет завихрений вокруг выступающих частей станции или неровностей морского дна в месте установки станции, а также по причине возбуждения акустических колебаний за счет вибрации станции под воздействием турбулентного потока. При этом в зависимости от характера и скорости набегающего потока за корпусом станции, сочлененной с якорем-балластом, остается ламинарный или турбулентный след. В обоих случаях непосредственно за станцией образуется вихревая зона, которая вызывает его колебания. Ламинарный след отличается отсутствием перемешивания слоев в безвихревой области следа. В случае турбулентного течения появляется дополнительное раскачивание станции за счет пульсаций самого потока.

Основной источник акустической помехи сосредоточен непосредственно за станцией на некотором расстоянии от линии отрыва. Наличие на корпусе станции упругих элементов, представляющих собой тонкомерный трубчатый каркас, антенну, буйреп, соединительные кабели, вызывают дополнительные излучения акустической помехи. Колебания этих элементов возбуждаются обтекающим потоком и могут иметь резонансные максимумы, и хотя их добротность невелика вследствие большого сопротивления воды, но вследствие высокой чувствительности измерительного устройства эти помехи могут оказывать существенное влияние на измерительные устройства, расположенные в непосредственной близости от источника турбулентности. Так как частотный диапазон помех совпадает с диапазоном пульсаций турбулентности, лежащих в диапазоне частоты от 0,03 до 500 Гц, а частотный диапазон многоцелевых измерительных устройств составляет в среднем 1-200 Гц, то помехи полностью могут его перекрывать. В низкочастотной части диапазона измерительного устройства возможно также возникновение помех за счет турбулентных явлений на резко выраженных неровностях дна размером от 1 до 10 метров, а с учетом того, что нижний предел частот турбулентности зависит от средней скорости течений и размеров донной станции и выступающих упругих элементов, установленных на ее корпусе, то неучет этих параметров при обработке полезных сигналов может привести к существенным дополнительным погрешностям в период выполнения измерений.

Кроме того, для организации ждущего режима для обнаружения полезных сигналов применен детектор, использующий алгоритм вычисления отношения энергии сигналов с короткопериодным и длительнопериодным усреднением, недостатком которого является пропуск первого вступления при работе по сильно когерентному сигналу.

Отмеченные недостатки существенно сужают область применения известного технического решения.

В известном способе [8] выполняется измерение физических параметров посредством дрейфующих буев и сетью прибрежных метеостанций или ныряющих буев на заданном горизонте от 200 до 2 000 м с последующим их всплытием через 10-14 дней. При этом измеряют параметры течения, температуру, соленость, по которым определяют плотность воды. Измеренные параметры передаются на искусственные спутники Земли (ИСЗ), работающие в рамках программы ARGO. По информации, полученной с буев и ИСЗ в виде возвышений морской поверхности, на береговых станциях обрабатывают полученную информацию с целью определения комплексных данных о состоянии океана.

Дрейфующие или ныряющие буи представляют собой цилиндрическую капсулу, снабженную спутниковым навигационным приемопредатчиком с антенной, датчиком измерения температуры, датчиком давления для измерения и передачи измеренных физических параметров, средствами пространственной ориентации на заданных горизонтах, включающих стабилизирующий диск, ступенчатый мотор, воздушный насос с клапаном, полость с пенным аргентом, гидравлический насос, диафрагму насоса, полость с гидравлическим маслом, гидравлическую диафрагму и батареи питания.

Каждый буй дрейфует в течение 10 суток на заданной глубине, затем опускается на горизонт 2000 метров, с которого он всплывает на поверхность, измеряя температуру и соленость (электропроводность). Находясь на поверхности, измеряют течения. Затем в течение 6 часов данные передаются на ИСЗ, которые непрерывно пересылают их на два береговых центра. После этого буй опускается на глубину дрейфа и цикл продолжается до тех пор, пока не истощатся батареи питания.

В данном способе для измерения физических параметров о состоянии морской среды используется более широкий состав измерительной аппаратуры, что существенно повышает информативность мониторинга за состоянием океана. Полученная информация о спектральном составе волнения позволяет повысить достоверность информации, получаемой от гидроакустической станции при проведении мореходных испытаний судов и судового оборудования, так как достоверность информации, получаемой от гидроакустической станции, в большей степени зависит от параметров поверхностного волнения. Результаты измерений физических полей судов также соотносятся с интенсивностью волнения, так как волнение создает акустический шум, который необходимо учитывать при измерении шумности судна как систематическую погрешность, при определении спектральных характеристик шума, или как помеху при определении статистических характеристик шума судна, что является особо важным для судов, перевозящих опасные грузы.

Трансляция измеренных параметров на береговые станции через ИСЗ исключает необходимость прокладки кабелей, что также является положительным отличительным признаком данного способа.

Использование данного способа обеспечивает положительный эффект при измерении сигналов, по которым определяют параметры водной среды, в частности плотности воды, результаты камеральной обработки которых используют в интересах картографии и в качестве прогнозных данных в интересах гидрологии.

Определение параметров волнения в данном способе выполняется по информации, полученной с дрейфующих буев через ИСЗ в виде возвышений морской поверхности, полученных путем непрерывного определения координат буя, после обработки которых аналитическим методом определяют высоту и период волн. Однако при решении ряда задач в интересах гидростроительства, безопасного судоходства, безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов, проложенных по дну морей, также необходимо определение и таких параметров волнения как скорость и направление бега волн. Также особое внимание в гидростроительстве (морские порты, дамбы, стационарные и плавучие морские платформы различного назначения) обращается на воздействие стоячих и инфранизкочастотных волн, а также волн с большой крутизной. Последние характеризуются передачей энергии элементам гидросооружений за короткое время и во время сильных штормов, наиболее опасно проявляются на мелководье, при выходе на которое волна становится более крутой. Инфранизкочастотные волны, возникающие в акватории порта, вызывают горизонтальные колебания пришвартованных к причалу судов с периодом колебаний от 0,5 до 4 минут, а амплитуды горизонтальных колебаний могут достигать 4 метров. При таком явлении, получившем название тягун, происходят обрывы швартовых тросов и повреждение судов.

При исследовании волновых процессов существенное внимание уделяется определению инерционных колебаний, которые наблюдаются во всем Мировом океане, в том числе и во внутренних морях, расчетный период которых от истинного отличается на 8-10 минут. В эту область масштабов попадают и сейшевые колебания.

Известные способы гидрометеорологических наблюдений за акваторией морской поверхности, оперативного исследования океана, морской сейсмической разведки и устройства для их осуществления решают задачу определения тех или иных параметров путем инструментального измерения сигналов, регистрируемых датчиками, размещенными в водной среде. При этом конструкция носителей измерительной аппаратуры, ее состав, способы размещения и методы обработки зарегистрированных сигналов не позволяют в полном объеме и с необходимой достоверностью получить объективные данные о состоянии водной среды по всему горизонту глубин.

Задачей заявленного технического решения является расширение функциональных возможностей использования способа оперативного мониторинга за состоянием океана с одновременным повышением достоверности получения исходной информации.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе оперативного мониторинга за состоянием океана, включающем инструментальное измерение сигналов в водной среде посредством многоканальных устройств регистрации, установленных на носителях, размещенных на берегу, морском дне и морской среде, трансляцию зарегистрированных сигналов на диспетчерские станции по каналам связи, последующую обработку сигналов с определением комплексных данных о состоянии океана, в котором носители многоканальных устройств регистрации, размещенные в водной среде, устанавливают с образованием веерных зон по азимуту и ярусных зон по углу места, заданная глубина дрейфа ныряющих буев устанавливается как половина среднего расстояния по вертикали между донными носителями многоканальных устройств регистрации и дрейфующими на поверхности, всплытие на поверхность донных и ныряющих носителей многоканальных устройств регистрации выполняют одновременно, регистрацию сигналов, генерируемых водной средой и средой на границе вода-грунт, выполняют синхронно с привязкой к единому времени и календарю, дополнительно регистрируют сигналы искусственных акустических аномалий в водной среде и акустического импеданса донных слоев, инструментально измеряют высоту, скорость и направление бега морских волн, носители многоканальных устройств регистрации между собой снабжены каналом гидроакустической связи, посредством измерительно-инерциального модуля, размещенного внутри носителей многоканальных устройств регистрации, определяют планово-высотные и географические координаты, перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации определяют точки на профиле дна с резко выраженными неровностями от 1 до 10 метров, дополнительно определяют скорость V колебаний донного носителя многоканального устройства регистрации по параметрам его средней плотности ρ_констр и плотности водной среды ρ в соответствии с зависимостью V=3ρΔU/(ρ+ρ_констр), где ΔU - пульсационная скорость течения.

В отличие от известных технических решений в заявляемом способе носители многоканальных устройств регистрации, размещенные в водной среде, устанавливают с образованием веерных зон по азимуту и ярусных зон по углу места, а заданная глубина дрейфа ныряющих буев носителей многоканальных устройств регистрации устанавливается как половина среднего расстояния по вертикали между донными и дрейфующими на поверхности носителями многоканальных устройств регистрации, что обеспечивает перекрытие существенных площадей и объемов регистрации сигналов; всплытие на поверхность донных и ныряющих носителей многоканальных устройств регистрации выполняют одновременно, что обеспечивает получение информации, используемой для последующего анализа функционирования многоканальных устройств регистрации как средств объективного контроля; выполнение регистрации сигналов, генерируемых водной средой и средой на границе вода-грунт синхронно с привязкой к единому времени и календарю, обеспечивает получение объективных данных о распределении физических параметров по глубине исследуемого бассейна; регистрируют сигналы искусственных акустических аномалий в водной среде и акустического импеданса донных слоев, что позволяет выделить помехи; инструментально измеряют высоту, скорость и направления бега морских волн, что позволяет исключить помехи, обусловленные влиянием водной поверхности на дрейфующие носители многоканальных устройств регистрации; носители многоканальных устройств регистрации между собой снабжены каналом гидроакустической связи, что обеспечивает съем информации с донных и дрейфующих на заданных горизонтах без осуществления их всплытия; определяют планово-высотные и географические координаты посредством измерительно-инерциального модуля, размещенного внутри носителей многоканальных устройств регистрации, что обеспечивает объективный контроль передвижения носителей многоканальных устройств регистрации; перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации определяют точки на профиле дна с резко выраженными неровностями размером от 1 до 10 метров, что позволяет исключить в низкочастотной части диапазона многоканальных регистрирующих устройств возникновение помех за счет турбулентных явлений на резко выраженных неровностях дна; определяют скорость колебаний носителей многоканальных устройств регистрации по параметрам средней плотности носителя и плотности жидкости, что позволяет уменьшить влияние придонных и подводных течений.

Способ осуществляется следующим образом.

Многоканальные устройства регистрации после установки требуемой программы и точного времени помещаются в носители, которые герметизируются и устанавливаются на плавсредствах в районах выполнения мониторинга.

По команде с плавсредва по гидроакустического каналу связи осуществляют запуск многоканальных устройств регистрации.

В процессе регистрации сигналов многоканальными устройствами регистрации, размещенными на водной поверхности, на заданных горизонтах и на грунте посредством прибрежных метеостанций, включающих когерентную радиолокационную станцию, измеряют высоту, скорость и направление бега морских волн (см., например, Загородников А.А. Радиолокационная съемка морской поверхности с летательных аппаратов. М., Гидрометеоиздат, 1978 с.).

Перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации с обеспечивающего судна посредством штатного многолучевого эхолота или гидролокатора бокового обзора снимают рельеф дна, определяют координаты точек на профиле дна с резко выраженными неровностями от 1 до 10 метров и определяют конструктивную плотность носителя и плотность морской воды, значения которых хранятся в судовом компьютере.

В процессе измерений сигналов многоканальными устройствами регистрации посредством судовой гидроакустической системы периодически определяют пульсационную скорость течения и посредством судового компьютера определяют скорость колебаний носителя в соответствии зависимостью V=3ρΔU/(ρ+2ρ_констр) для последующей выработки поправок для уменьшения влияния придонных и подводных течений в точках нахождения носителей.

Посредством измерительно-инерциального модуля, размещенного внутри носителей многоканальных устройств регистрации, определяют планово-высотные и географические координаты. Географические координаты дрейфующих носителей многоканальных устройств регистрации уточняются посредством систем радионавигации или по спутниковым навигационным системам.

Связь между носителями многоканальных устройств регистрации осуществляется по гидроакустическому каналу связи, по которому также передаются команда на всплытие на поверхность носителей многоканальных устройств регистрации, размещенных на дне и дрейфующих на заданных горизонтах.

В качестве измерительных датчиков многоканальных устройств регистрации могут быть использованы как тензометрические датчики, так и электрохимические датчики измерения давления, температуры, а также датчики измерения акустических и геофизических сигналов и электрохимические источники питания.

Технический результат заявляемого технического решения, заключающийся в расширении функциональных возможностей способа оперативного мониторинга за состоянием океана с одновременным повышением достоверности получения исходной информации, обеспечивается за счет того, что носители многоканальных устройств регистрации, размещенные в водной среде, устанавливают с образованием веерных зон по азимуту и ярусных зон по углу места, заданная глубина дрейфа ныряющих буев устанавливается как половина среднего расстояния по вертикали между донными носителями многоканальных устройств регистрации и дрейфующими на поверхности, всплытие на поверхность донных и ныряющих носителей многоканальных устройств регистрации выполняют одновременно, регистрацию сигналов, генерируемых водной средой и средой на границе вода-фунт, выполняют синхронно с привязкой к единому времени и календарю, дополнительно регистрируют сигналы искусственных акустических аномалий в водной среде и акустического импеданса донных слоев, инструментально измеряют высоту, скорость и направление бега морских волн, носители многоканальных устройств регистрации между собой снабжены каналом гидроакустической связи, посредством измерительно-инерциального модуля, установленного внутри носителей многоканальных устройств регистрации, определяют планово-высотные и географические координаты, перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации определяют точки на профиле дна с резко выраженными неровностями, определяют скорость колебаний носителя многоканальных устройств регистрации.

Источники информации

1. Патент RU №2066468.

2. Патент RU №2079168.

3. Патент RU №2041476.

4. Патент RU №2072534.

5. Патент RU №2072535.

6. Описание полезной модели к патенту RU №31658 U.

7. Описание полезной модели к свидетельству RU №28778 U1.

8. Вязилова А.Е. Система глубоководного мониторинга мирового океана с помощью ныряющих буев ARGO / Новости ЕСИМО. Электронное периодическое издание. Вып.№11, 2000 г. Свидетельство о регистрации №772093 от 17.11.99. Обнинск. Сайт: WW Ocean info.ru/news 1.

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может найти применение при исследовании и контроле состояния океана. Сущность: устройства регистрации устанавливают на носителях, размещенных на морском дне и в морской среде. Носители, размещенные в водной среде, снабженные между собой каналом гидроакустической связи, устанавливают с образованием веерных зон по азимуту и ярусных зон по месту угла. Заданная глубина дрейфа ныряющих буев устанавливается как половина среднего расстояния по вертикали между донными носителями многоканальных устройств регистрации и дрейфующими на поверхности. Синхронно регистрируют сигналы давления и температуры. Зарегистрированные сигналы транслируют на диспетчерские станции по каналам связи. Производят обработку полученных сигналов с последующим построением моделей исследуемых объектов. Построение моделей осуществляют с использованием всей совокупности сигналов. Дополнительно регистрируют сигналы искусственных акустических аномалий в водной среде и акустического импеданса донных слоев, инструментально измеряют высоту, скорость и направление бега морских волн, определяют планово-высотные и географические координаты посредством инерциального модуля, размещенного внутри носителей многоканальных устройств регистрации. Технический результат: расширение функциональных возможностей.

Способ определения комплексных данных о состоянии океана, включающий инструментальное измерение сигналов давления и температуры в водной среде посредством многоканальных устройств регистрации, установленных на носителях, размещенных на морском дне и в морской среде вдоль линий заданных профилей или по заданной площади, трансляцию зарегистрированных сигналов на диспетчерские станции по каналам связи, последующую обработку сигналов и построения моделей исследуемых объектов с использованием всей совокупности зарегистрированных сигналов, отличающийся тем, что носители многоканальных устройств регистрации, размещенные в водной среде и снабженные между собой каналом гидроакустической связи, устанавливают с образованием веерных зон по азимуту и ярусных зон по углу места, заданная глубина дрейфа ныряющих буев устанавливается как половина среднего расстояния по вертикали между донными носителями многоканальных устройств регистрации и дрейфующими на поверхности, всплытие на поверхность донных и ныряющих носителей многоканальных устройств регистрации выполняют одновременно, регистрацию сигналов давления и температуры, генерируемых водной средой и средой на границе вода-грунт, выполняют синхронно с привязкой к единому времени и календарю, дополнительно регистрируют сигналы искусственных акустических аномалий в водной среде и акустического импеданса донных слоев, инструментально измеряют высоту, скорость и направление бега морских волн, определяют планово-высотные и географические координаты посредством измерительно-инерциального модуля, размещенного внутри носителей многоканальных устройств регистрации, перед установкой донных носителей многоканальных устройств регистрации определяют точки на профиле дна с резко выраженными неровностями от 1 до 10 м.