Дальность обнаружения косяков
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
1. Площадь района поиска, км 20 х 20
2. Горизонтальная протяженность косяков, м от 50 до 100
3. Акустическое поперечное сечение косяка, м2 σк = 44
4. Вероятность контакта с косяком , % Pк = 95%
5. Интенсивность шумовой помехи, Вт • Гц / м а =8,2*10-14
6. Глубина моря, м h = 380
7. Ориентировочная глубина косяков, м hк = 175
8. Осадка судна, м Т = 5.0м
9. Исходные координаты судна, м Х = 17065
Y = 17065
10. Горизонтальная протяженность косяков, м Dк - от 50 до 100
1.2. Основные эксплуатационно-технические характеристики рыболокатора " Сарган-ГМ":
- рабочая частота : низкая f1 = 20 кГц; высокая f2 = 135 кГц ;
- ширина диаграммы направленности на уровне - 3 дБ на низкой частоте: θ0,7= 14°;
- коэффициент осевой концентрации антенны на низкой частоте γ = 130;
- максимальная мощность излучения антенны на низкой частоте Ра = 1090 Вт ;
- максимальная длительность зондирующего импульса на низкой частоте τ = 30 мс ;
- полоса пропускания частот усилительного тракта на низкой частоте при длительности зондирующего сигнала 30 мс Δƒ = 360Гц;
- частота посылок зондирующих импульсов на диапазонах 0 -1200 м и 0 - 2400 м при индикации, на. электронный индикатор или на самописец при трехперьевой схеме работы составляет 32 пос/мин и 16 пос/мин соответственно ;
- поисковая скорость разворота антенны ω1= 1 град/с и ω2 = 3 град/с , скорость обратного хода антенны ωх= 30 град/с ;
Дальность обнаружения косяка рыбы с акустическим поперечным сечением рассеяния σк = 44 м2 , при спектральной плотности звукового давления гидроакустического шума в месте расположения антенны Р ( f ) =0.05 Па/Гц на частоте 1 кГц при скорости хода судна 10 уз составляет не менее 1500 м
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.
Сущность гидроакустического поиска объектов промысла.
Местный гидроакустический поиск объектов промысла рассматривают как разворачивающийся во времени процесс, последовательность действий в котором может приводить к различным результатам. Задача теории гидроакустического поиска заключается в выработке такого плана производства поисковые работ, который из всех возможных способов укажет на тот, который приведет к обнаружению косяков в кратчайшее время и с наиболее высокой вероятностью.
Теоретические основы поиска не зависят от того - что из себя представляют объекты и наблюдатели. Любой вид поиска представляет собой сложную и самостоятельную задачу. При производстве поиска объектов морского промысла возникают две независимые друг от друга задачи ; одна - стратегического, другая - тактического плана. Задача стратегического плана требует ответа, на вопрос о том, как галсировать по району поиска, как расположить поисковые галсы с учетом особенностей поведения объектов промысла, гидрометеорологических и гидрографических условий в районе поиска. Данная задача решается на основе теории поиска объектов с учетом накопленного опыта морского рыболовства и рыбохозяйственных исследований. Задача тактического плана требует решения ряда вопросов, касающихся задания режимов работы рыболокатора и самого судна; какой назначить сектор обзора, и какую выбрать скорость разворота антенны, с какой скоростью двигаться судну, какие задать межгалсовые расстояния, чтобы исход поиска был наиболее успешен. Задача тактического плана базируется на прикладной теории поиска объектов и теории рыболокации.
2.2. Сущность последовательного обзора водного пространства рыболокатором горизонтального поиска.
Последовательный обзор водного пространства рыболокатором горизонтального поиска заключается в медленном развороте антенны в азимутальной плоскости и одновременном эхозондировании водной среды по направлениям разворота антенны. При этом антенне придается небольшой угол наклона в вертикальной плоскости с таким расчетом, чтобы верхние лучи диаграммы направленности были приблизительно параллельны поверхности моря. Благодаря развороту антенны, движению судна и заглублению зондирующих импульсов, обследуется значительный объем водной среды.
Из- за медленного разворота антенны, движения судна и ограниченной дальности обнаружения неизбежны пропуски, необследованные области, размеры которого зависят еще и от способа обзора. В отечественных рыболокаторах последовательного обзора применяется обзор на один борт.
При последовательном обзоре даже при максимальной скорости разворота антенны, но необдуманно большой скорости судна, нерационально назначенном секторе обзора и особенно при пониженных дальностях обнаружения объектов промысла необлучаемые зоны в полисе обзора могут доходить до 50% площади полосы обзора, в связи, с чем и вероятность обнаружения объектов также может оказаться очень низкой. В данной курсовой работе выясняется, как влияют скорость судна, скорость разворота антенны, скорость обзора, дальность обнаружения объектов на вероятность эхоконтакта.
РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.
3.1.Расчет межгалсовых расстояний для планирования сетки поисковых галсов.
Известно, что среднеожидаемое время обнаружения малоподвижных объектов существенно меньше при планомерном галсировании по району поиска с целью одноразового просмотра мест возможного нахождения объектов по сравнению со случайным, хаотическим галсированием, когда одни места могут просматриваться многократно, а другие не просматриваться вовсе. Объекты промысла - как раз малоподвижные объекты, по отношению к скорости судна скорость косяков рыбы мала. Это означает-что при планировании поисковых галсов следует остановиться на планомерном , упорядоченном галсировании с такими межгалсовыми расстояниями, которые обеспечивают с некоторой вероятностью одноразовый просмотр мест возможного нахождения объектов. Если рыболокатор при движении судна обеспечивает поиском, полосу шириной Вэф ( полоса обзора ), а косяки имеют горизонтальные размеры Dk, томежгалсовые расстояния lг можно определить из формулы:
lг=Вэф+ ¦(Dk), (1)
где ¦(Dk) - расстояние , определяемое размерами косяков , интервалом пересечения косяка, полосой обзора и вероятностью пересечения его этой полосой .
Для вероятности пересечения 90% и интервала пересечения, равного 0.05Вэф, можно принять ¦( Dk) = 1.1 Dk.
Сетку галсов необходимо планировать в виде параллельных прямых. Начало галсирования определяется исходной позицией судна:
Сетку галсов наносят на планшет, вычерченный в масштабе 1 : 50000 .Сетку параллелей и меридианов на планшете наносят с дискретом в 2.5 км.
Дальность обнаружения косяков
Дальность обнаружения - величина необходимая для вычисления эффективной ширины полосы обзора Вэф; вероятности контакта с косяком Рк, средне ожидаемого времени обнаружения to6.
Дальность обнаружения объектов промысла определяется из трансцендентного уравнения (2) :
r=xN/0.05β
(2)
где b - коэффициент физического затухания звуковых волн в море , дБ/м ;
Pa - излучаемая акустическая мощность, Вт;
γ - коэффициент осевой концентрации антенны ;
σк - акустическое поперечное сечение косяка ;
δ - коэффициент распознавания ;
Jп - интенсивность помех, воспринимаемая антенной рыболокатора, Вт
Коэффициент физического затухания β находят по формуле (3):
β=0,036ƒ3/2
(3)
где f - рабочая частота рыболокатора, кГц
Коэффициент распознавания δ вычисляется по формуле (4) :
δ= Кd∙√(2/(Δƒτ))
(4)
где Кd - коэффициент надежности приёма ( минимальное допустимое отношение сигнала к помехе на входе индикатора. При 90-процентной вероятности выделения отметки эхосигнала из отметок помех при 2-3 следующих друг за другом эхо-сигналах от одного и того же объекта на электротермической бумаге самописца коэффициент надежности приема равен трем )
DF-полоса пропускания частот, Гц
t- время усреднения эхосигнала, равное длительности зондирующего импульса, с
Значение sк выбирается из исходных данных, в соответствие с характером косяков (плотности, размеров рыб, размеров самого косяка ).
Так как на имеющихся дальностях обнаружения косяков рыбы интенсивность реверберационных помех очень мала, то в качестве интенсивности помех следует рассматривать только интенсивность гидроакустического шума, воспринимаемого антенной.
Интенсивность воспринимаемого антенной шумового поля судна In, спектральная плотность которого убывает на б дБ на октаву с повышением частоты, определяется из соотношения (5):
Jп= (aDf /γƒ2) ν6,
(5)
где а - размерная постоянная, имеющая смысл интенсивности, воспринимаемойненаправленным приемником (g = 1) в полосе частот Df =1 Гц на частоте 1 кГц при скорости судна V = 1 уз, ВтГц/ м2;
Df - Полоса пропускания частот приемо-усилительного тракта, Гц;
f - рабочая частота рыболокатора, кГц;