Гидролокатор бокового обзора (иногда называемый также гидролокатором бокового обзора , сонаром бокового обзора , сонаром боковой визуализации , сонаром боковой визуализации и сонаром классификации дна ) — это категория гидроакустических систем, которая используется для эффективного создания изображения больших участков морского дна.
Гидролокатор бокового обзора используется для быстрого получения изображений больших участков морского дна. Приложения включают исследования для морской археологии , поиск затонувших кораблей, поиск и восстановление (SAR) и мониторинг окружающей среды . [1] В сочетании с образцами морского дна он способен обеспечить понимание различий в типе материала и текстуры морского дна. Изображения гидролокатора бокового обзора также являются широко используемым инструментом для обнаружения предметов мусора и других препятствий на морском дне, которые могут представлять опасность для судоходства или для установок морского дна нефтегазовой промышленностью. Кроме того, с помощью гидролокатора бокового обзора можно исследовать состояние трубопроводов и кабелей на морском дне. Данные бокового обзора часто получают вместе с батиметрическими зондированиями и данными профилирования поддона , таким образом, давая представление о мелководной структуре морского дна. Гидролокатор бокового обзора также используется для исследований в области рыболовства, дноуглубительных работ и экологических исследований. Он также имеет военное применение, включая обнаружение мин.
Боковое сканирование использует гидролокационное устройство, которое испускает конические или веерообразные импульсы вниз к морскому дну через широкий угол, перпендикулярный пути датчика через воду, который может буксироваться с надводного судна или подводной лодки (называемой «буксирной рыбой»), или устанавливаться на корпусе судна . Интенсивность акустических отражений от морского дна этого веерообразного луча записывается в серии поперечных срезов. При сшивании вместе вдоль направления движения эти срезы формируют изображение морского дна в пределах полосы обзора (ширины покрытия) луча. [2] Звуковые частоты, используемые в гидролокаторе бокового обзора, обычно находятся в диапазоне от 100 до 500 кГц ; более высокие частоты обеспечивают лучшее разрешение , но меньший диапазон.
Самые ранние гидролокаторы бокового обзора использовали один конический лучевой преобразователь . Затем были сделаны блоки с двумя преобразователями, чтобы покрывать обе стороны. Преобразователи либо содержались в одном корпусном корпусе, либо в двух пакетах по обе стороны судна. Затем преобразователи эволюционировали в веерообразные лучи, чтобы производить лучшую «сонограмму» или гидроакустическое изображение. Для того чтобы приблизиться ко дну в глубокой воде, преобразователи бокового обзора помещались в «рыбу-буксир» и тянулись буксирным тросом.
Вплоть до середины 1980-х годов коммерческие боковые сканирующие изображения создавались на бумажных носителях. Ранние бумажные носители создавались с помощью плоттера, который выжигал изображение на прокручивающейся бумажной пластине. Более поздние плоттеры позволяли одновременно наносить на бумажную пластину информацию о местоположении и движении судна. В конце 1980-х годов коммерческие системы, использующие более новые, более дешевые компьютерные системы, разработали цифровые сканирующие преобразователи, которые могли имитировать более дешевые аналоговые сканирующие преобразователи, используемые военными системами для создания телевизионных и компьютерных изображений сканирования и сохранять их на видеоленте. В настоящее время данные хранятся на жестких дисках компьютеров или твердотельных носителях — данные обычно отображаются в оттенках серого или цветных изображениях, известных как боковые сканирующие сонограммы, которые обеспечивают визуальное представление подводной среды. [3]
Одним из изобретателей гидролокатора бокового обзора был немецкий ученый, доктор Юлиус Хагеманн, который переехал в США после Второй мировой войны и работал в Лаборатории противоминной обороны ВМС США в Панама-Сити, штат Флорида, с 1947 года до своей смерти в 1964 году. Его работа задокументирована в патенте США 4,197,591 [4], который был впервые раскрыт в августе 1958 года, но оставался засекреченным ВМС США до его окончательной выдачи в 1980 году. Экспериментальные системы гидролокатора бокового обзора были созданы в 1950-х годах в лабораториях, включая Институт океанографии Скриппса и Лаборатории Гудзона, а также доктором Гарольдом Эджертоном в Массачусетском технологическом институте.
Военные гидролокаторы бокового обзора были созданы в 1950-х годах компанией Westinghouse. Позднее были разработаны и построены усовершенствованные системы для специальных военных целей, таких как поиск водородных бомб, потерянных в море, или поиск потерянной русской подводной лодки, на предприятии Westinghouse в Аннаполисе вплоть до 1990-х годов. Эта группа также создала первый и единственный рабочий гидролокатор Angle Look , который мог отслеживать объекты, глядя под транспортное средство.
Первой коммерческой системой бокового обзора была система «Transit Sonar» Кельвина Хьюза , переделанный эхолот с одноканальным веерным лучевым преобразователем, установленным на шесте, представленный около 1960 года. В 1963 году доктор Гарольд Эджертон, Эдвард Керли и Джон Юлс использовали гидролокатор бокового обзора с коническим лучом 12 кГц, чтобы найти затонувший плавучий маяк Vineyard в заливе Баззардс, штат Массачусетс. Команда под руководством Мартина Кляйна в Edgerton, Germeshausen & Grier (позже EG & G., Inc.) разработала первую успешную буксируемую двухканальную коммерческую гидролокаторную систему бокового обзора с 1963 по 1966 год. Мартин Кляйн обычно считается «отцом» коммерческого гидролокатора бокового обзора. В 1967 году Эджертон использовал гидролокатор Кляйна, чтобы помочь Александру Макки найти флагманский корабль Генриха VIII « Мэри Роуз» . В том же году Кляйн использовал сонар, чтобы помочь археологу Джорджу Бассу найти 2000-летнее судно у берегов Турции. В 1968 году Кляйн основал Klein Associates (теперь KLEIN - A MIND Technology Business ) и продолжил работать над усовершенствованиями, включая первые коммерческие высокочастотные (500 кГц) системы и первые двухчастотные гидролокаторы бокового обзора, а также первый комбинированный гидролокатор бокового обзора и профилирования поддона. В 1985 году Чарльз Мазель из Klein Associates (теперь Klein Marine Systems, Inc.) выпустил первые коммерческие обучающие видео по гидролокатору бокового обзора и первое руководство по обучению работе с гидролокатором бокового обзора , а два океанографа нашли обломки RMS Titanic .
Для обследования больших территорий компания Marconi Underwater Systems и Институт океанографических наук (IOS) разработали гидролокатор бокового обзора GLORIA для NERC . Аббревиатура GLORIA означает Geological Long Range Inclined Asdic . [5] Он использовался Геологической службой США и IOS в Великобритании для получения изображений континентальных шельфов по всему миру. Он работал на относительно низких частотах для получения больших расстояний. Как и большинство гидролокаторов бокового обзора, прибор GLORIA буксируется за судном. Частота импульсов GLORIA составляет два в минуту, и он обнаруживает отраженные сигналы с расстояния до 22 км по обе стороны от рыбы-сонара.
