Основные принципы эхолокации

Метод эхолокации основан на измерении промежутка времени DT между моментом посылки ультразвукового импульса в сторону дна и моментом прихода отраженного сигнала - эха. Основная формула определения глубины эхолокацией имеет вид:

h = (C х DT/2) - (l/2) + d , (9.1)

где С - скорость звука в воде, DT - время прохода импульса от излучателя до дна и обратно к приемнику эхосигнала, l - расстояние между излучателем и приемником; d - глубина погружения приемника.

В приведенной формуле величины C, l, d являются известными.

Для эхолокации применяют специальные приборы - эхолоты. В нашей стране для промерных работ на малых глубинах наибольшее распространение получили малогабаритный эхолот "Язь" с диапазоном измерения глубин 0 - 160 м и эхолот ПЭЛ-3 с двумя диапазонами измерения глубин: 0-40 м и 0-200 м (отличаются точностью).

В комплект эхолота входят:

- центральный прибор-регистратор глубин с самописцем эхограмм и оперативным отметчиком;

- излучатель-приемник эхосигнала;

- источник питания (обычно аккумуляторные батареи);

- сигнальные радиостанции или флаги.

Перед выполнением промеров выполняется тарировка эхолота путем сопоставления измерений глубин ручным лотом (с очень тяжелым грузом для минимизации отклонения троса от вертикали) с данными эхолокации в одних и тех же точках расположения промерного средства.

Достоинства метода эхолокации для промерных работ:

- непрерывность промера;

- высокая точность измерения глубин;

- большая скорость выполнения промерных работ (до 15 км/час);

- возможность использования практически любого плавсредства.

Регистрация уровня воды

Регистрация уровня воды в процессе промерных работ производится, как правило, на специально оборудуемых водомерных постах. Нули постов (нулевые отсчеты реек) привязывают по высотным отметкам к реперам Государственных геодезических сетей путем прокладки нивелирных ходов 2 - 3 класса.

Для автоматической регистрации хода уровня воды в процессе промерных работ, водомерные посты оборудуются самописцами уровня типа СУМ "Валдай", что позволяет рассчитывать приведенный к некоторой заданной отметке уровень на любой момент времени в процессе производства промерных работ.

Плановое координирование батиметрических съемок

Определение планового положения промерного средства в процессе выполнения измерений глубин называется координированием промеров. Оно может быть выполнено геодезическим, фотогеодезическим и радиогеодезическим методами и с помощью приборов GPS.

Геодезический метод.

Плановое положение промерного средства геодезическим методом определяют засечкой с берега с использованием теодолитов. На берегу предварительно разбивается базис, с концов которого измеряются углы α и ß между направлением базиса и направлением на промерное средство (рис. 9.1 а). При этом линия визирования совмещается с вибратором эхолота. Взятие отсчетов или графическая регистрация направлений на промерное средство выполняется по команде оператора эхолота (сигнальным флагом или по рации), при этом оператор одновременно делает на эхограмме оперативную отметку (нажатием специальной кнопки на центральном приборе эхолота).

Таким образом, при известном положении базиса по двум углам на его концах определяется плановое положение промерных точек с оперативной отметкой глубины. Иногда, в случае речных промеров, теодолиты устанавливаются на противоположных берегах реки.

Рис. 9.1. Геодезическое координирование промерного

средства.

При условии отсутствия сильного сносящего течения (озера или прибрежная зона бесприливных морей в тихую погоду) и при промерах со льда, координирование промерного средства может быть осуществлено одним теодолитом. При этом направление промерного галса разбивают перпендикулярно базису. Промерное средство должно следовать точно по направлению галса (рис. 9.1 б), что весьма проблематично, особенно если промеры выполняются с плавсредств.

Координирование промерных средств теодолитами имеет не высокую точность, так как при этом невозможно добиться полной синхронности взятия отсчетов (фиксации направлений и времени) наблюдателями на берегу и на промерном средстве, а также точного движения промерного средства по заранее намеченному галсу.