Статья

Название статьи ДИСТАНЦИОННО УПРАВЛЯЕМЫЙ КАТЕР С ГИДРОЛОКАТОРОМ БОКОВОГО ОБЗОРА ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ДНА МАЛЫХ ВОДОЕМОВ
Автор В.И. Каевицер, А.П. Кривцов, В.М. Разманов, И.В. Смольянинов, А.В. Элбакидзе, Е.Ю. Денисов
Рубрика РАЗДЕЛ II. ГИДРОАКУСТИКА
Месяц, год 10, 2016
Индекс УДК 551.463.621.391
DOI 10.18522/2311-3103-2016-10-8091
Аннотация Приведено описание экспериментального автономного многофункционального комплекса, установленного на радиоуправляемую модель катера, состоящего из гидролокатора бокового обзора (ГБО) с ЛЧМ зондирующим сигналом, приемника GPS, датчика курса и качки и Wi-Fi точки доступа. Гидролокатор состоит из модуля микропроцессорного контроллера, двухканального усилителя мощности зондирующих сигналов и двухканального усилителя эхо-сигналов. Микропроцессорный контроллер совместно с программируемой интегральной схемой (ПЛИС) осуществляет формирование зондирующих ЛЧМ сигналов, аналого-цифровое преобразование и передачу оцифрованных эхо-сигналов и данных датчиков пространственного положения катера в вычислительную машину береговой базовой станции через Wi-Fi сеть для обработки, отображения в реальном времени и архивирования на внешнюю память ПЭВМ для последующей обработки. По этой же сети осуществляется управление движением катера по командам оператора с использованием специализированного программного обеспечения. Приведены экспериментальные результаты работы комплекса по обследованию дна небольшого пруда подтверждающие перспективность его использования для различных задач. При анализе акустических изображений дна, полученных ГБО, обнаружены модулирующие яркостную картину в прибрежной зоне интерференционные полосы, связанные с наложением эхо-сигналов от дна с отражениями от вод-ной поверхности. Рассмотрена возможность вычисления рельефа дна одноканальным гидролокатором бокового обзора на основе принципа интерферометрии известного, как зеркальный интерферометр Ллойда. Показана возможность применения данного метода для оценки глубин в прибрежной зоне и, в качестве примера, построен фрагмент батиметрической карты. Преимуществом предложенного метода по сравнению с обычными способами измерения глубин является его потенциально более высокая разрешающая способность. При работах на мелководье метод может служить дополнительным средством получения информации о структуре и особенностях рельефа донной поверхности в непосредственной близости от берега, где использование многолучевых эхолотов и интерферометрических гидролокационных систем затруднено.

Скачать в PDF

Ключевые слова Автономный гидролокационный комплекс; ГБО; линейная частотная модуляция; базовая станция; датчики пространственного положения; Wi-Fi; акустическое изображение; интерферометр Ллойда.
Библиографический список 1. Brown H.C., Meadows G., Jenkins L.K., Shucnman R. Bathy board // Marine Technology.
– 2010. – № 5. – P. 26-31.
2. Shachak Pe’eri, Patrick Keown, Michael Gonsalves. Reconnaissance Surveying using Satellite-derived Bathymetry // The Global Magazine For Hydrography. – October 2015. – Vol. 19, No. 7. – P. 21.
3. Томпсон А.Р., Моран Д.М., Свенсон-мл Д.У. Интерферометрия и синтез в радиоастрономии. – М.: Физматлит, 2003. – 624 с.
4. Строук Дж. Введение в когерентную оптику и голографию. – М.: Мир, 1967. – 347 с.
5. Каевицер В.И., Разманов В.М. Дистанционное зондирование морского дна гидролокационными системами со сложными сигналами // УФН. – 2009. – Т. 179, № 2. – С. 218-224.
6. Элбакидзе А.В., Разманов В.М., Смольянинов И.В., Кривцов А.П., Денисов Е.Ю. Много-функциональный гидролокационный комплекс для исследования морского дна // VIII Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь»: Труды конференции. – М., 2014. – С. 227-231.
7. Элбакидзе А.В., Разманов В.М., Смольянинов И.В., Кривцов А.П., Денисов Е.Ю. Гидролокационный комплекс для исследования морского дна // II Российско-Белорусская научно-техническая конференция “Элементная база отечественной радиоэлектроники: импорто-замещение и применение”: Труды конференции. – Н. Новгород, 2015. – С. 365-368.
8. Каевицер В.И., Кривцов А.П., Разманов В.М., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В., Денисов Е.Ю. Результаты применения многофункционального гидролокационного комплекса с ЛЧМ сигналами при инженерных обследованиях подводных сооружений // XIII Всеросcийская конференция “Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики
(ГА-2016)”: Труды конференции. – СПб., 2016. – С. 126-129.
9. Долотов С.А., Каевицер В.И., Кривцов А.П., Разманов В.М., Смольянинов И.В. Применение интерферометрического ГБО с ЛЧМ зондирующим сигналом для исследования морского дна // Известия ТРТУ. – 2004. – № 5 (40). – С. 268-273.
10. Долотов С.А., Каевицер В.И., Разманов В.М., Смольянинов И.В., Саворский А.В. Применение низкочастотного эхолота-профилографа с многоэлементной излучающей антенной и широкополосным ЛЧМ сигналом для исследования морского дна // Известия ТРТУ. – 2004. – № 5 (40). – С. 273-279.
11. Каевицер В.И., Разманов В.М., Смольянинов И.В., Элбакидзе А.В. Акустические исследования морского дна с использованием сигналов с линейной частотной модуляцией // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 9 (146). – С. 81-85.
12. Каевицер В.И., Разманов В. М., Элбакидзе А. В., Смольянинов И.В. Некоторые результаты исследования характеристик акустических сигналов низкочастотного ЛЧМ профило-графа // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 6 (95). – С. 115-123.
13. Долотов С.А., Каевицер В.И., Смольянинов И.В. Точность определения угла прихода эхосигналов гидролокационным комплексом бокового обзора // Навигация и гидрография. – 1996. – № 3. – С. 100-103.
14. Долотов С.А., Каевицер В.И., Разманов В.М. Об одной особенности съемки рельефа дна интерферометрическим гидролокатором бокового обзора // Акустический журнал.
– 1996. – Т. 43, № 4.
15. Разманов В.М., Долотов С.А., Смольянинов И.В. Анализ деталей рельефа дна фазовым ГБО АГКПС-200 // Геология морей и океанов: XIII Международная школа морской геологии: Тезисы докладов. – М., 1999. – Т. 2.
16. Каевицер В.И., Разманов В.М., Кривцов А.П., Смольянинов И.В., Долотов С.А. Дистанционное зондирование морского дна акустическими сигналами с линейной частотной модуляцией // Радиотехника. – 2008. – № 8. – С. 35-42.
17. Гуляев Ю.В., Захаров А.И., Каевицер В.И. Дистанционное измерение вариаций скорости звука в донных отложениях по данным акустического профилирования // ДАН. – Т. 413, № 2. – С. 207-209.
18. Каевицер В.И., Смольянинов В.М., Смольянинов И.В. Интерферометрическая батиметрия широкополосным гидролокатором бокового обзора // V Всероссийская научно-техническая конференция “Радиолокация и радиосвязь”: Труды конференции. – М., 2011. – С. 366-373.
19. Каевицер В.И., Кривцов А.П., Смольянинов В.М., Смольянинов И.В. Эффективность коррекции моментов взятия отсчётов и переменного накопления при измерении рельефа дна интерферометрическим гидролокатором бокового обзора // V Всероссийская научно-техническая конференция “Радиолокация и радиосвязь”: Труды конференции. – М., 2011. – С. 480-481.
20. Гайдук А.Р., Гуренко Б.В., Плаксиенко Е.А., Шаповалов И.О. Разработка алгоритмов управления безэкипажным катером, как многомерным нелинейным объектом // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 1 (162). – С. 250-261.
21. Редькин П.П. Микроконтроллеры ARM7 семейства LPC2000 // Руководство пользовате-я. – М.: Издательский дом Додека, 2007. – 560 с.
22. Модель катера. http://www.dh-toys.com/eng/ShowProduct.asp?id=18.

Comments are closed.