Sivulla skannaava luotain - Side-scan sonar

Kaavio sivuskannerista

Viistokaikuluotaimen (kutsutaan joskus myös viistokaikuluotaimen , sidescan kaiku , puoli kuvantaminen Sonar , puoli-kuvantaminen Sonar ja alhaalla luokitus luotaimen ) on luokka kaikuluotaimen järjestelmää käytetään tehokkaasti luoda kuvan laajoilla alueilla merenpohjassa.

Käyttää

Sivukuvausluotainta voidaan käyttää meriarkeologisia tutkimuksia varten ; Se voi yhdessä merenpohjanäytteiden kanssa ymmärtää merenpohjan materiaalin ja rakenteen erot. Sivusuunnassa luotain on myös yleisesti käytetty työkalu roskien ja muiden merenpohjan esteiden havaitsemiseksi, jotka voivat olla vaarallisia merenkululle tai öljy- ja kaasuteollisuuden merenpohjan asennuksille. Lisäksi merenpohjan putkilinjojen ja kaapeleiden tilaa voidaan tutkia sivukuvauksella. Sivutunnistusdataa kerätään usein yhdessä syvyyssymmetristen luotausten ja alempien profiilien kanssa , mikä antaa vilauksen merenpohjan matalasta rakenteesta. Sivukuvausta käytetään myös kalastuksen tutkimukseen, ruoppaukseen ja ympäristötutkimuksiin. Sillä on myös sotilaallisia sovelluksia, mukaan lukien miinojen havaitseminen.

Kuinka se toimii

Sivukuvauksessa käytetään luotainlaitetta, joka lähettää kartiomaisia ​​tai tuulettimen muotoisia pulsseja alas kohti merenpohjaa laajakulmassa kohtisuorassa anturin reittiä veden läpi, joka voidaan hinata pinta-aluksesta tai sukellusveneestä tai asentaa aluksen runko . Tämän tuulettimenmuotoisen palkin akustisten heijastuksien voimakkuus merenpohjasta kirjataan sarjaan radan poikkileikkauksia. Kun ne ommellaan yhteen liikesuuntaa pitkin, nämä viipaleet muodostavat kuvan merenpohjasta palkin karhon (peittoleveyden) sisällä. Äänen taajuuksia käytetään viistokaikuluotaimen yleensä vaihtelevat 100-500 kHz ; korkeammat taajuudet tuottavat paremman resoluution, mutta pienemmän kantaman.

Historia

Sivukuvaus kaikuluotain haaksirikosta "Aid" Virossa
Sivulla skannaava luotainkuva upotetusta sillasta Murray-järven pohjassa Etelä-Carolinassa

Teknologia

Varhaisimmat sivukuvaajat käyttivät yhtä kartiomaista kaikuanturia . Seuraavaksi yksiköt tehtiin kahdella muuntimella peittämään molemmat puolet. Kaikuanturit olivat joko yhdessä runkoon asennetussa pakkauksessa tai kahdessa pakkauksessa aluksen kummallakin puolella. Seuraavaksi anturit kehittivät tuulettimen muotoisiksi palkeiksi paremman "sonogrammin" tai luotainkuvan tuottamiseksi. Päästäkseen lähemmäksi pohjaa syvässä vedessä sivutunnistusanturit asetettiin "hinauskalaan" ja vedettiin hinauskaapelilla.

1980-luvun puoliväliin asti kaupallisia sivukuvauskuvia tuotettiin paperilevyillä. Varhaiset paperitietueet tuotettiin laajalla plotterilla, joka poltti kuvan vierityspaperitietueeksi. Myöhemmin piirturit mahdollistivat samanaikaisen sijainnin ja aluksen liiketietojen piirtämisen paperitietueeseen. 1980-luvun lopulla kaupalliset järjestelmät, joissa käytettiin uudempia, halvempia tietokonejärjestelmiä, kehittivät digitaalisia skannausmuuntimia, jotka voisivat jäljitellä halvemmalla analogisia skannausmuuntimia, joita sotilasjärjestelmät käyttivät tuottamaan television ja tietokoneen näyttämiä kuvia skannauksesta, ja tallentaa ne videonauhalle . Tällä hetkellä tiedot tallennetaan tietokoneen kiintolevyille tai SSD-levylle .

Sotilaallinen sovellus

Yksi sivuskannerin keksijöistä oli saksalainen tiedemies, tohtori Julius Hagemann , joka tuotiin Yhdysvaltoihin toisen maailmansodan jälkeen ja työskenteli Yhdysvaltain laivaston miinojen puolustuslaboratoriossa, Panama City, FL, vuodesta 1947 kuolemaansa vuonna 1964. Hänen työnsä on dokumentoitu US-patentissa 4,197,591, joka julkaistiin ensimmäisen kerran elokuussa 1958, mutta pysyi Yhdysvaltain laivaston luokituksessa, kunnes se lopulta julkaistiin vuonna 1980. Kokeellisia sivukuvausluotainjärjestelmiä tehtiin 1950-luvulla laboratorioissa, mukaan lukien Scripps Institution of Oceanography ja Hudson Laboratories ja tohtori Harold Edgerton MIT: stä.

Sotilaalliset sivuskannaukset valmistettiin 1950-luvulla Westinghouse. Kehittyneitä järjestelmiä kehitettiin ja rakennettiin myöhemmin erityisiin sotilaallisiin tarkoituksiin, kuten merellä kadonneiden H-pommien löytämiseksi tai kadonneen venäläisen sukellusveneen löytämiseksi Westinghousen laitoksessa Annapolisissa 1990-luvulle asti. Tämä ryhmä tuotti myös ensimmäisen ja ainoan toimivan Angle Look -luotaimen, joka pystyi jäljittämään esineitä katsottaessa ajoneuvon alle.

Kaupallinen sovellus

rahtilaivan Choctaw sivukuva

Ensimmäinen kaupallinen sivuskannausjärjestelmä oli Kelvin Hughesin "Transit Sonar", muunnettu kaiutin, jossa oli yksikanavainen, napaan asennettu tuuletinsädeanturi, joka esiteltiin noin vuonna 1960. Vuonna 1963 tohtori Harold Edgerton, Edward Curley ja John Yules käytti kartiomaista 12 kHz: n sivuskannausluotainta löytääkseen upotetun Vineyard Lightshipin Buzzards Baystä, Massachusettsista. Martin Kleinin johtama tiimi Edgertonissa, Germeshausen & Grierissa (myöhemmin EG & G., Inc.) kehitti ensimmäisen onnistuneen hinattavan, kaksikanavaisen kaupallisen sivukuvausluotainjärjestelmän vuosina 1963-1966. Martin Kleiniä pidetään yleisesti kaupallisen sivukuvauksen "isä". Vuonna 1967 Edgerton käytti Kleinin luotainta auttaakseen Alexander McKeeä löytämään Henry VIII: n lippulaivan Mary Rose . Samana vuonna Klein käytti luotainta auttaakseen arkeologia George Bassia löytämään 2000-vuotiaan aluksen Turkin rannikolta. Vuonna 1968 Klein perusti Klein Associatesin (nykyinen Klein Marine Systems ) ja jatkoi parannusten parissa, mukaan lukien ensimmäiset kaupalliset korkeataajuiset (500 kHz) järjestelmät ja ensimmäiset kaksitaajuiset sivuskannaimet, ja ensimmäiset yhdistetyt sivuskannaus- ja alavalot. pohjaprofiloiva kaikuluotain. Vuonna 1985 Charles Mazel Klein Associatesista (nykyään Klein Marine Systems, Inc.) tuotti ensimmäiset kaupalliset sivukuvausluotaimikoulutusvideot ja ensimmäisen Side Scan Sonar Training Manual -käsikirjan, ja kaksi merentutkijaa löysi RMS Titanicin hylky .

Suurten alueiden mittaamiseen GLORIA -sivuskannerin ovat kehittäneet Marconi Underwater Systems ja NERC: n merentutkimuslaitos (IOS) . GLORIA tarkoittaa geologista pitkän kantaman kaltevaa asdicia . Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos ja Ison -Britannian IOS käyttivät sitä saadakseen kuvia mannerjalustoista maailmanlaajuisesti. Se toimi suhteellisen matalilla taajuuksilla pitkän kantaman saavuttamiseksi. Kuten useimmat sivutunnistusluotaimet, GLORIA-instrumenttia hinataan laivan taakse. GLORIA: n ping-nopeus on kaksi minuutissa, ja se havaitsee paluumatkailuluotaimen kalojen kummallakin puolella jopa 22 km: n etäisyydeltä.

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit