ГИДРОГРАФИЧЕСКИЙ ЭХОЛОТ Российский патент 2015 года по МПК G01S15/89 

Предлагаемое изобретение относится к области прикладных гидрографических и гидрологических исследований.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран гидрографический эхолот, интегрированный с судовым навигационным терминалом, см. CN 203069188, публикация 17.07.2013. Известный из CN 203069188 гидрографический эхолот включает средства формирования и настройки зондирующих импульсов, средства обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационным приемником и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна. В свою очередь, предлагаемое изобретение, представляющее собой дальнейшее развитие устройств и систем, аналогичных описанным выше, позволит предложить устройство гидрографического эхолота, сочетающее точность измерений и удобство работы с оборудованием, включая удобство принятия решения по результатам измерений.

Указанный технический результат достигается при использовании предложенного гидрографического эхолота, включающего средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов, средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна. В отличие от аналога средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов предложенного эхолота включают первый одночастотный излучатель и второй двухчастотный излучатель, подключаемые к эхолоту раздельно, и обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины. Также в отличие от аналога средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов предложенного эхолота учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. Используются комбинированные излучатели, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов. Электронный блок эхолота, первый одночастотный излучатель, второй двухчастотный излучатель, навигационно-гидрографическое оборудование и персональный компьютер взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов. Предпочтительно предложенный гидрографический эхолот входит в состав оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных участках шельфа, для чего эхолот располагается на транспортном средстве, например на морском или речном судне, включая маломерные суда.

Предложенный гидрографический эхолот представляет собой комплекс интегрируемого оборудования, включающего: электронный блок 1, первый одночастотный излучатель 2₁, второй двухчастотный излучатель 2₂. Используются комбинированные излучатели 2, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов. Также обеспечивается работа во взаимодействии с навигационно-гидрографическим оборудованием 3 и персональным компьютером 4. Перечисленные составные части: электронный блок 1 эхолота, первый одночастотный излучатель 2₁, второй двухчастотный излучатель 2₂, навигационно-гидрографическое оборудование 3 и персональный компьютер 4 взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов (приведена схема компоновки оборудования). Электронный блок 1 эхолота размещен в моноблочном герметичном корпусе, пригодном к ручной переноске, корпус оборудован кронштейном для установки эхолота на горизонтальную и вертикальную поверхности. Интерфейс электронного блока включает цифровой индикатор (индикация глубины без подключения персонального компьютера 4), световые индикаторы режимов работы, клавиши задания глубины, клавишу включения/выключения. Обеспечивается использование одночастотного 2₁ и двухчастотного 2₂ излучателей 2, подключаемых через соответствующие разъемы на задней панели корпуса эхолота. Таким образом обеспечивается интеграция в едином измерительном комплексе различных устройств, используемых в нужном порядке.

Средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов включают первый одночастотный излучатель 2₁ и второй 2₂ двухчастотный излучатели 2, подключаемые к эхолоту раздельно, аналоговые электронные схемы формирования импульса и цифровые схемы настройки и управления формированием импульса, входящие в состав электронного блока 1 эхолота, обеспечивающие формирование и настройку зондирующих импульсов. То есть к работающему эхолоту подключен только один из излучателей 2 в зависимости от требований к режиму измерений. Средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины, что совместно с выбором типа излучателя обеспечивает настройку параметров измерения и соответственно качество измерений в целом. Средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием 3 и персональным компьютером 4, с отображением на персональном компьютере 4 сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна, представляют собой программно-аппаратную реализацию последовательного интерфейса. Предусматривается как получение электронным блоком 1 данных навигационного приемника 3 и персонального компьютера 4, так и отображение результатов измерений с использованием персонального компьютера 4 (архивирование и хранение данных). В предложенном эхолоте данные средства обеспечивают обработку полученных данных с учетом физических свойств водной среды: учитывается зависимость скорости звука от ее физических свойств, например, с помощью эмпирической формулы Вильсона. При обработке данных выполняется разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения с итоговым формированием изображения профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. Таким образом, обеспечивается точность и качество измерений.

С наибольшей эффективностью, подтвержденной испытаниями, предложенный гидрографический эхолот будет использован в составе оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных (до 50 м) участках шельфа. В таком случае оборудование эхолота располагается на транспортном средстве, например на маломерном судне, с которого ведутся необходимые измерения. Описанное выше оборудование эхолота может быть оперативно перемещено на маломерном судне, собрано, разобрано, интегрировано с различным сторонним оборудованием силами одного оператора.

Предложенное изобретение относится к области гидрографических и гидрологических исследований и позволит повысить качество работ по определению рельефа дна и т.п. Гидрографический эхолот предусматривает использование первого одночастотного излучателя и второго двухчастотного излучателя, подключаемых к эхолоту раздельно. Средства обработки отраженных зондирующих импульсов учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидрографический эхолот, включающий средства настройки, формирования и излучения зондирующих импульсов, средства приема, обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов, а также средства, обеспечивающие взаимодействие с навигационно-гидрографическим оборудованием и персональным компьютером, с отображением на персональном компьютере сведений о параметрах отраженного сигнала и профиле дна, отличающийся тем, что
средства формирования и настройки зондирующих импульсов включают первый одночастотный излучатель и второй двухчастотный излучатель, подключаемые к эхолоту раздельно, и обеспечивают возможность установки верхней и нижней границ измерения глубины;
средства обработки, хранения и отображения отраженных зондирующих импульсов учитывают физические свойства водной среды, обеспечивают разбиение диапазона сканирования на интервалы времени и/или дальности, в которых последовательно выделяют наибольшую интенсивность отражения, и формируют изображение профиля дна и осциллограммы отраженного сигнала.

2. Гидрографический эхолот по п.1, отличающийся тем, что используются комбинированные излучатели, обеспечивающие излучение зондирующих импульсов и прием отраженных зондирующих импульсов.

3. Гидрографический эхолот по п.1, отличающийся тем, что электронный блок эхолота, первый одночастотный излучатель, второй двухчастотный излучатель, навигационно-гидрографическое оборудование и персональный компьютер взаимосвязаны посредством совокупности кабелей и разъемов.

4. Гидрографический эхолот по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что входит в состав оборудования, предназначенного для промерных работ на внутренних водоемах и на мелководных участках шельфа.

5. Гидрографический эхолот по п.4, отличающийся тем, что расположен на транспортном средстве, например на морском или речном судне, включая маломерные суда.