Способ поиска месторождения полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна

Способ поиска месторождения полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области физики и может быть использовано при поиске месторождения полезных ископаемых (МПИС): углеводородов: нефть, газ и газогидраты; различного вида конкреций - богатых металлических руд с поверхности дна Мирового океана, россыпных месторождений золота, олова, алмазов и др. в прибрежной полосе шельфа и т.д. - в интересах рационального природопользования; при изучении акустических и гидрофизических характеристик среды - в интересах изучения Мирового океана и т.д.

Известен способ поиска МПИС - углеводородов и т.д., заключающийся в формировании и периодическом ненаправленном излучении акустических колебаний в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с помощью нескольких пневматических излучателей (ПИ) - пневмопушек, объединенных между собой в группу и буксируемых за научно-исследовательским судном (НИС) на глубине 5-50 м с постоянной скоростью 5-7 км/ч (3-4 узл.) вдоль линии профиля, распространении акустической волны от точки излучения радиально со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении акустической волны на границе раздела сред с иными упругими свойствами, приеме частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью нескольких - не менее шести, многоканальных гибких протяженных - длиной не менее 3 км, приемных систем - сейсмокос (ССК) с полосой пропускания сигналов от 5 Гц - в лучшем случае, до 2 кГц и динамическим диапазоном не менее 120 дБ, буксируемых за НИС параллельно друг другу, цифровой обработки и регистрации полученной сейсмоакустической информации, установлении, зная скорости распространения акустических волн в различных породах - с различным минеральным составом и структурой и время прохождения акустической волны от ПИ, пород и глубины их залегания на площади разведки /Аки К., Ричардс П. - Количественная сейсмология. Теория и методы. - М.: Мир, т.1, 1983/.

К недостаткам данного способа относятся следующие.

1. Невозможность обнаружения собственных излучений МПИС - углеводородов, находящихся в диапазоне частот от тысячных долей Гц до 2-3 Гц, из-за того, что нижняя граничная частота составляет 5 Гц - в лучшем случае.

2. Невозможность обнаружения наведенных - являющихся откликом на внешнее упругое воздействие излучений МПИС - углеводородов, находящихся в диапазоне частот от десятых долей Гц до 2-3 Гц, из-за того, что нижняя граничная частота составляет в лучшем случае 5 Гц.

3. Ограниченная область применения из-за невозможности использования при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов, сплошного ледяного покрова и т.д.

4. Низкая достоверность полученной информации из-за использования ненаправленных излучателей с дискретными во времени и неуправляемыми параметрами сигналами, т.е. из-за использования импульсных сигналов случайной формы - типа взрыв.

5. Низкая достоверность полученной информации из-за использования дискретных в пространстве приемных антенн, обладающих относительно низкой направленностью и имеющих относительно узкий, от 5 Гц до 2000 Гц, диапазон рабочих частот.

6. Низкая достоверность способа из-за сложности в интерпретации полученных результатов.

7. Низкая надежность способа при буксировке нескольких ССК из-за их возможного перехлеста при повороте НИС и т.д.

Известен способ поиска МПИС - углеводородов и т.д., заключающийся в установке на дне моря по заданной сети океанографических модулей, приеме собственных излучений МПИС в диапазоне частот от тысячных долей Гц до единиц Гц, цифровой обработке и регистрации полученной первичной сейсмоакустической информации, поиске и подъеме на поверхность моря океанографических модулей, установлении пород и глубины их залегания на площади разведки при обработке на борту НИС вторичной информации /Сейсмоакустические исследования Мирового океана. - Сборник научных трудов НИПИокеангеофизика. - Геленджик, 1986, стр.11-13/.

К недостаткам данного способа относятся следующие.

1. Невозможность реализации способа при одновременной работе с ПИ из-за ограниченного динамического диапазона.

2. Невозможность обнаружения наведенных - являющихся откликом на внешнее упругое воздействие излучений МПИС - углеводородов, находящихся в диапазоне частот от десятых долей Гц до 2-3 Гц, из-за ограниченного динамического диапазона и ограниченного сверху частотного диапазона.

3. Ограниченная область применения из-за невозможности использования (постановки и выборки) при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов, сплошного ледяного покрова и т.д.

4. Низкая производительность способа из-за необходимости постановки и выборки большого количества океанографических модулей, а также последующего анализа полученной информации на борту НИС.

5. Низкая оперативность способа из-за длительности процесса получения информации.

6. Низкая надежность способа из-за возможных потерь части океанологических модулей и т.д.

Известен также способ поиска МПИС - углеводородов и т.д., заключающийся в приеме упругой волны в морской воде, включающий формирование в рабочей зоне приемника автономной донной станции (АДС) параметрической приемной антенны (ППА) посредством излучения дополнительного сигнала в эту зону, в котором, предпочтительно в ближней зоне приемника, модулируют по времени параметры среды, для чего в эту область, кроме упругой волны, вводят сигнал иной физической природы: сигналы от ПИ - взрывы, акустические волны, электромагнитные волны и т.д., подвергнутые частотно-временной модуляции, с частотой, превышающей частоту принимаемой упругой волны /Бахарев С.А., Короченцев В.И., Мироненко М.В. и др. - Способ приема упругой волны в морской воде (варианты). - Патент РФ №2158029, заявка №98122520 от 15.12.1998 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Ограниченная область применения из-за невозможности использования (постановки и выборки) при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов, сплошного ледяного покрова и т.д.

2. Низкая производительность способа из-за необходимости постановки и выборки большого количества АДС, а также последующего анализа полученной информации на борту НИС.

3. Низкая оперативность способа из-за длительности процесса получения информации.

4. Низкая надежность способа из-за возможных потерь части АДС и т.д.

Известен способ также поиска МПИС - углеводородов и т.д., заключающийся в формировании, усилении и излучении в водную среду высокочастотных (ВЧ) сигналов накачки на частотах ω₁ и ω₂ и генерации в водной среде низкочастотной (НЧ) волны разностной частоты (ВРЧ) Ω₁=ω₁-ω₂, лоцировании с ее помощью исследуемого объекта - залежи углеводородов и т.д. - и получении отраженной НЧ ВРЧ Ω', при этом ВЧ сигналы накачки ω₁ и ω₂ близки к резонансной частоте пузырьков воздуха ω₀, находящихся в приповерхностном слое воды в районе расположения излучателя ВЧ сигналов накачки ω₁ и ω₂, НЧ ВРЧ Ω является широкополосной и близкой к резонансным частотам исследуемого объекта; в формировании, усилении и непрерывном излучении в водную среду ВЧ сигнала накачки на частоте ω₃, близкой ко второй гармонике резонансной частоты пузырьков воздуха 2ω₀, находящихся в приповерхностном слое воды в районе расположения излучателя ВЧ сигнала накачки ω₃, высоконаправленном приеме и усилении ВЧ сигналов на комбинационных частотах ω₃±Ω', их последующей демодуляции и фильтрации с целью выделения из них отраженного от исследуемого объекта сигнала разностной частоты Ω' /Бахарев С.А. Способ высоконаправленного излучения и приема широкополосных гидроакустических сигналов. - Патент РФ №2247409, заявка №2003122753 от 21.07.03 г./.

Основными недостатками данного способа являются следующие.

1. Низкая производительность способа из-за возможности проведения измерений в ограниченном - характеристиками направленности (ХН) излучающей и приемной антенны - секторе наблюдения.

2. Невозможность использования для глубокого - более 3 км - проникновения акустической волны в земную толщу из-за ограниченной мощности лоцируемых сигналов.

3. Низкая достоверность способа из-за сложности в интерпретации полученных результатов, т.к. используется информация, содержащаяся только в отраженных волнах и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, выбранный в качестве способа-прототипа, поиска МПИС - углеводородов и т.д., заключающийся в формировании и периодическом ненаправленном излучении акустических колебаний в диапазоне частот от 100 до 2000 Гц с помощью нескольких ПИ, объединенных между собой в группу и буксируемых за НИС на глубине 5-50 м с постоянной скоростью 5-7 км/ч (3-4 узл.) вдоль линии профиля, распространении акустической волны от точки излучения радиально со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении акустической волны на границе раздела сред с иными упругими свойствами, приеме частично отраженных и преломленных акустических волн с помощью ССК с полосой пропускания от долей 5 Гц до единиц 2 кГц и динамическим диапазоном не менее 90 дБ, буксируемой за НИС, цифровой обработки и регистрации полученной сейсмоакустической информации, установлении, зная скорости распространения акустических волн в различных породах - с различным минеральным составом и структурой и время прохождения акустической волны от ПИ - пород и глубины их залегания на площади разведки /Сейсмоакустические исследования Мирового океана. - Сборник научных трудов НИПИокеангеофизика. - Геленджик, 1986, стр.6-7/.

К недостаткам данного способа относятся следующие.

1. Невозможность обнаружения собственных излучений МПИС - углеводородов, находящихся в диапазоне частот от тысячных долей Гц до 2-3 Гц, из-за того, что нижняя граничная частота составляет в лучшем случае 5 Гц.

2. Невозможность обнаружения наведенных - являющихся откликом на внешнее упругое воздействие излучений МПИС - углеводородов, находящихся в диапазоне частот от десятых долей Гц до 2-3 Гц, из-за того, что нижняя граничная частота составляет в лучшем случае 5 Гц.

3. Ограниченная область применения из-за невозможности использования при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов, сплошного ледяного покрова и т.д.

4. Низкая достоверность полученной информации из-за использования ненаправленных излучателей с дискретными во времени и неуправляемыми параметрами сигналами.

5. Низкая достоверность полученной информации из-за использования дискретной в пространстве ССК, обладающей слабой направленностью и имеющей относительно узкий, от 5 Гц до 2000 Гц, диапазон рабочих частот.

6. Низкая достоверность способа из-за сложности в интерпретации полученных результатов, т.к. используется в основном косвенная информация и т.д.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанного выше недостатка.

Технический результат предложенного способа заключается в получении на большой площади достоверной информации о МПИС, находящихся в соответствующих геологических породах Земли, на дне моря или в донном слое осадков, в условиях развитого волнении моря, при наличия айсбергов или сплошного ледового покрова и т.д. безопасным в навигационном отношении методом при минимальных финансово-временных затратах.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе поиска МПИС, заключающемся в формировании и излучении акустических колебаний с помощью ненаправленной излучающей системы, буксируемой за геофизическим судном, распространении акустической волны от точки излучения со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении акустической волны на границе раздела сред с иными упругими свойствами, приеме частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью одной ССК, буксируемой за геофизическим судном, цифровой обработке и регистрации полученной сейсмоакустической информации, установлении геологических пород и глубины их залегания на площади разведки, в качестве геофизического судна используют подводное геофизическое судно (ПГФС); движение ПГФС осуществляют не только вдоль линии профиля, но и под наклоном в несколько - не менее 2-х - градусов к ней; вместо ненаправленного импульсного излучения в диапазоне частот от 100 Гц до 2000 Гц в диапазоне глубин от 5 м до 20 м в диапазоне скоростей от 5 км/ч до 7 км/ч (3-4 узл.) осуществляют слабонаправленное - десятки градусов, непрерывное излучение в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц в диапазоне глубин от 50 м - безопасная глубина подводного мореплавания - до 300 м - рабочая глубина ПГФС, в диапазоне скоростей от 4 км/ч до 21 км/ч (3-12 узл.) при минимальном уровне подводных акустических и гидродинамических шумов ПГФС; вместо пространственно дискретного (группами приемников) приема частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью одной ССК в полосе частот от 5 Гц до 2000 Гц с динамическим диапазоном не менее 90 дБ осуществляют пространственно непрерывный (сплошной антенной) прием частично отраженных и частично преломленных акустических волн в полосе частот от 1 Гц до 3000 Гц с динамическим диапазоном не менее 140 дБ; дополнительно, для приема собственного шумоизлучения МПИС, углеводородов и т.д. в линейном и нелинейном режимах, используют несколько - не менее 4-х - АДС с пассивным гидроакустическим средством (ГАС), имеющим динамический диапазон не менее 140 дБ и диапазон рабочих частот от тысячных долей Гц до 3000 Гц, установленных квадратом на дне моря на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения; дополнительно, для приема собственного шумоизлучения МПИС - углеводородов и т.д. в линейном режиме, используют протяженную антенну, расположенную на бортовых частях корпуса ПГФС, с динамическим диапазоном не менее 140 дБ и диапазоном рабочих частот от 1 Гц до 3000 Гц; дополнительно, для слабонаправленного лоцирования МПИС в линейном режиме и высоконаправленного - единицы градусов - лоцирования МПИС в нелинейном режиме используют активное ГАС с динамическим диапазоном не менее 180 дБ и диапазоном рабочих частот от 1 Гц до 3-х кГц, установленное на донной части корпуса ПГФС; дополнительно, для лоцирования водной среды, дна и МПИС в линейном и нелинейном режимах, используют несколько - не менее 3-х многочастотных - с не менее 3-мя частотами в диапазоне частот от 3-х кГц и выше и с динамическим диапазоном не менее 140 дБ, установленных на донной части корпуса ПГФС и каждого из нескольких - не менее 2-х, необитаемых подводных аппаратов (НПА), соответственно, обеспечивающих взаимное перекрытие зон наблюдения; дополнительно, для приема собственного шумоизлучения МПИС - углеводородов и т.д., а также эхо-сигналов, отраженных от неоднородностей водной среды, дна моря и МПИС, в линейном и нелинейном режимах в динамическом диапазоне не менее 140 дБ и в рабочем диапазоне частот от тысячных долей Гц до 3000 Гц, используют несколько - не менее 2-х - пассивных ГАС, установленных на каждом из НПА, движущихся при геофизических измерениях в диапазоне глубин от 50 м до 300 м, в диапазоне скоростей от 4 км/ч до 16 км/ч (от 3 узл. до 9 узл.) при минимальном уровне подводных акустических и гидродинамических шумов, параллельно движению ПГФС и на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения, включая и зоны наблюдения ССК и ПГФС; дополнительно, для приема собственного шумоизлучения МПИС - углеводородов и т.д., шумоизлучений подводных, надводных и воздушных объектов, а также эхо-сигналов, отраженных от неоднородностей водной среды, включая ее границы, МПИС, а также подводных и надводных объектов в линейном и нелинейном режимах, в динамическом диапазоне не менее 140 дБ и в рабочем диапазоне частот от долей Гц до 30 кГц, используют антенну, расположенную по всему обводу носовой оконечности ПГФС.

На фиг.1-фиг.7 представлена структурная схема устройства, реализующего разработанный способ поиска МПИС с использованием ПГФС. При этом на фиг.1 иллюстрируется структурная схема преимущественно с точки зрения зон наблюдения; на фиг.2 иллюстрируется структурная схема преимущественно к общему принципу разработанного метода с точки зрения пространственного расположения различных объектов; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема преимущественно к общему принципу разработанного метода с точки зрения построения отдельных блоков; на фиг.4 иллюстрируется структурная схема преимущественно к пассивной ГАС НПА; на фиг.5 иллюстрируется структурная схема преимущественно к многочастотной ГАС НПА, на фиг.6 иллюстрируется структурная схема преимущественно к гидролокатору бокового обзора (ГБО) НПА и на фиг.7 иллюстрируется структурная схема преимущественно к гидроакустической системе НПА, обеспечивающей дистанционное управление работой транспондеров и сторожевых устройств.

На фиг.8-фиг.15 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа поиска МПИС с использованием ПГФС. При этом на фиг.8 иллюстрируются значения параметра нелинейности морской среды в диапазоне значений: 6-240 на горизонтах измерений: 5-50 м и в диапазоне частот: 8-50 кГц; на фиг.9 иллюстрируется значение параметра нелинейности морской среды вблизи морского дна на фиксированной частоте 1 МГц во временном интервале 24 часа: с 14:00 13 сентября до 14:00 24 сентября; на фиг.10 иллюстрируется сонограмма окружающих шумов, зарегистрированная при помощи АДС, в отсутствие внешнего акустического воздействия; на фиг.11 иллюстрируется соннограмма окружающих шумов, зарегистрированная в том же географическом районе при помощи АДС, в случае наличия внешнего интенсивного акустического воздействия на частоте 111 Гц; на фиг.12 представлена сонограмма сигнала частотой 28,5 Гц, зарегистрированная на выходе тракта нелинейной обработки информации в пассивной ГАС при дальней - на расстоянии ~1 км от приемной антенны (диаметр антенны ~0,6 м) пассивной ГАС, накачки водной среды на частоте 16 кГц; на фиг.13 представлена сонограмма сигнала частотой 28,5 Гц, зарегистрированная на выходе тракта нелинейной обработки информации в пассивной ГАС при ближней - в непосредственной близости от приемной антенны (диаметр антенны ~0,6 м) пассивной ГАС, накачки водной среды на частоте 16 кГц; на фиг.14 представлена спектрограмма сигналов подводного объекта, зарегистрированная в диапазоне частот 0-20 Гц на выходе тракта нелинейной обработки информации в пассивном ГАС, установленном на другом подводном объекте; на фиг.15 представлена ХН антенны при пеленговании гидроакустического сигнала НЗД с частотой 28,5 Гц, зарегистрированная на выходе тракта нелинейной обработки информации в пассивной ГАС при ближней - в непосредственной близости от приемной антенны диаметром ~0,6 м пассивной ГАС, накачки водной среды на частоте 16 кГц.

Устройство содержит (фиг.1-фиг.7): МПИС (1): углеводородов и т.д.; айсберг (2); сплошной лед (3); ПГФС (4), движущееся при геофизических измерениях в диапазоне глубин от 50 м до 300 м, в диапазоне скоростей от 4 км/ч до 16 км/ч при минимальном уровне подводных акустических и гидродинамических шумов; несколько - не менее двух НПА (5), движущихся при геофизических измерениях параллельно ПГФС (4) в диапазоне глубин от 50 м до 300 м, в диапазоне скоростей от 4 км/ч до 21 км/ч при минимальном уровне подводных акустических и гидродинамических шумов; несколько - не мене четырех АДС (6), установленных квадратом на дне моря на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения; а также несколько - не менее трех, гидроакустических маяков-ответчиков - транспондеров (7), установленных на дне моря в шахматном порядке и обеспечивающих безопасное подводное мореплавание и ориентацию в пространстве ПГФС и НПА на всей площади разведки.

В свою очередь каждый из транспондеров (7) содержит: последовательно электрически соединенные: электроакустический преобразователь (8) гидроакустических сигналов звукового (ЗД) и ультразвукового (УЗД) диапазонов частот: f**_1i - сигнал запроса для соответствующего транспондера, f*_1i - сигнал управления для дистанционного срабатывания механического замка соответствующего сторожевого (охранного) устройства (14), а также f_1i - ответный сигнал транспондера, коммутатор (9) режимов приема-излучения гидроакустических сигналов, усилитель (10) ЗД и УЗД частот, дешифратор (11), решающее устройство (12), генератор (13) кодированных сигналов ЗД и УЗД частот: f*_1i и f**_1i, коммутатор (9) режимов приема-излучения гидроакустических сигналов и электроакустический преобразователь (8) гидроакустических сигналов ЗД УЗД частот. При этом каждый из транспондеров (7) содержит сторожевое (охранное) устройство (14), предназначенное в том числе также для крепления и отдачи, в том числе и дистанционным методом - по гидроакустическому каналу, якоря.

В свою очередь каждое АДС (6) содержит тракт (15) линейного направленного приема сигналов инфразвукового диапазона (ИЗД) частот: Ω₁ и Ω'₁ - собственного и наведенного - под действием внешнего источника - шумоизлучения МПИС (1), а также направленного приема эхо-сигналов ЗД частот f'_2i (i=1, 2, 3 и т.д.) в диапазоне частот до 3 кГц и тракт (16) параметрического направленного приема сигналов ИЗД частот: Ω₁ и Ω'₁ - собственного и наведенного шумоизлучения МПИС (1), направленного приема эхо-сигналов ЗД частот f'_2i и эхо-сигналов УЗД частот f_3i (i=1, 2, 3 и т.д.), а также сигналов накачки ЗД и УЗД частот ω_ji (j=1, 2, 3 и т.д.) соответствующих ГАС. При этом тракт (15) линейного направленного приема сигналов в ИЗД и ЗД диапазонов частот, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: многоканальную приемную систему (17): векторно-фазовый приемник, датчик давления и т.д., устройство (18) цифрового формирования и сканирования ХН в 3-х плоскостях, блок диапазонных фильтр (19), решающее устройство (20) и первый вход съемного цифрового накопителя (21) информации. Тракт (16) параметрического направленного приема сигналов в ИЗД, ЗД и УЗД диапазонах частот содержит: последовательно электрически соединенные малогабаритную многоэлементную приемную антенну (22) ЗД и УЗД частот, устройство (23) цифрового формирования и сканирования ХН в 3-х плоскостях, многоканальный перестраиваемый - отдельно в каждой полосе, полосовой фильтр (24) ЗД и УЗД частот, многоканальный детектор (25) и решающее устройство (26), выход которого, являющийся выходом тракта (16) параметрического приема сигналов, подключен ко второму входу съемного цифрового накопителя (21) информации. При этом каждое АДС (6) содержит сторожевое (охранное) устройство (27), предназначенное, в том числе, также для крепления и отдачи якоря.

В свою очередь каждый из НПА (5) содержит: пассивную ГАС (28) ЗД и УЗД частот с трактом линейной (29) обработки информации, трактом (30) нелинейной обработки информации и трактом (31) излучения ВЧ сигнала накачки на частоте ω_3i (i=1, 2, 3 и т.д.), предназначенную для: направленного приема в нелинейном режиме работы в ИЗД собственного шумоизлучения ПИС и наведенного шумоизлучения ПИС - углеводородов и т.д., а также гидроакустических сигналов от различных объектов: подводных Ω_iпo, надводных Ω_iно и воздушных Ω_iвo; направленного приема в линейном и нелинейном режимах в ЗД и УЗД сигналов f_1i от соответствующего транспондера (7); сигналов, излученных ранее при помощи активных ГАС с НПА (4) и ПГФС (4), а затем отраженных от различных объектов, неоднородностей водной среды, границ волноводы, геологических слоев Земли и т.д., а также гидроакустических сигналов от различных объектов: подводных Ω_iпo, надводных Ω_iнo и воздушных Ω_iво; многочастотную - не менее 3-х частот, активную ГАС (32) с трактом линейного (33) излучения гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на частотах f_3i, f_4i и f_5i - при 3-частотном излучении, с трактом нелинейного излучения (34) гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на частотах ω_1i и ω_2i (i=1, 2, 3 и т.д.), а также с трактом (35) линейной обработки эхо-сигналов на частотах f'_3i, f'_4i и f'_5i - при 3-частотном излучении и трактом (36) нелинейной обработки НЧ гидроакустических сигналов, сформированных в нелинейной - водной и (или) твердой, среде Ω_2i=ω_1i-ω_2i и отраженных от объекта локации на частотах Ω'_2i=ω_1i-ω_2i которая работает на нескольких - не менее 3-х, частотах в широком диапазоне частот и обеспечивает обнаружение различных морских объектов, получение непрерывной информации о скорости движения НПА, характере грунта, плотности распределения ПИС (например, ЖМК и т.д.) на дне, прослеживает выходы коренных горных пород и т.д.; гидролокатор бокового обзора (37) с трактом линейного (38) излучения гидроакустических сигналов УЗД на частотах f_6i с трактом (39) линейной обработки эхо-сигналов на частотах f'_6i и трактом (40) нелинейной обработки эхо-сигналов на частотах f'_6i, отраженных от объекта локации, обеспечивает обнаружение различных морских объектов, получение информации о характере грунта, плотности распределения ПИС на дне и т.д.; излучающую НЧ систему (41), содержащую последовательно электрически соединенные: генератор (42), усилитель мощности (43) и слабонаправленный излучатель (44) акустических колебаний Ω*_1i заданной формы в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц; гидроакустическую систему (45) для обеспечения дистанционного управления работой транспондеров (7), а также сторожевых устройств (14) и (27), содержащую: тракт (46) формирования и излучения кодированных сигналов управления f*_1i и f**_1i, тракт (47) приема и дешифрации ответных сигналов f_1i транспондеров (7), электронно-вычислительное устройство (48) и гидроакустический излучатель (49), а также устройство (50) для отбора проб (например, ПИС, грунта и т.д.), забора съемных цифровых носителей информации, постановки и съемки транспондеров (7) и АДС (6) и т.д., содержащее последовательно функционально соединенные: блок (51) управления, исполнительный механизм (52) и манипуляторы (53).

В свою очередь ПГФС (4) содержит: буксируемую с помощью первого кабель-тросса (54) излучающую НЧ акустическую систему (55), содержащую последовательно функционально соединенные блок (56) формирования и усиления непрерывных акустических сигналов Ω*₂ заданной формы в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц, а также слабонаправленный излучатель (57) гидроакустических сигналов, обеспечивающий непрерывное излучение акустических сигналов заданной формы в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц; буксируемую с помощью второго кабель-троса (58) гибкую протяженную - не менее 3 км - приемную НЧ систему (59) - ССК, содержащую последовательно электрически соединенные: непрерывную оптико-волоконную антенну (60), аналого-цифровой преобразователь (61), основной усилиитель (62), блок (63) цифровой обработки сейсмоакустической информации, блок (64) регистрации полученной сейсмоакустической информации в полосе частот от 1 Гц до 3000 Гц с динамическим диапазоном не менее 140 дБ; жесткую протяженную приемную акустическую систему (65), расположенную в нижней части и на бортовых частях корпуса ПГФС (4), содержащую последовательно электрически соединенные электроакустические приемники (66), аналого-цифровой преобразователь (67), основной усилитель (68), блок (69) цифровой обработки сейсмоакустической информации, блок (70) регистрации полученной сейсмоакустической информации в полосе частот от 1 Гц до 3000 Гц с динамическим диапазоном не менее 140 дБ; излучающую НЧ акустическую систему (71), содержащую: тракт (72) нелинейного (параметрического) высоконаправленного излучения гидроакустических сигналов ω_4i и ω_5i, а, в дальнейшем, волны разностной частоты Ω_3i=ω_4i-ω_5i в НЗД частот и лоцировании ими различных донных объектов, в том числе и МПИС (1), тракт (73) линейного слабонаправленного излучения НЧ гидроакустических сигналов Ω_4i, близких по частоте к Ω_3i, и лоцировании ими различных донных объектов, в том числе и ПИС (1), тракт (74) приема НЧ эхо-сигналов Ω'_3i и Ω'_4i от различных донных объектов, в том числе и от ПИС (1) при динамическом диапазоне не менее 180 дБ и в диапазоне рабочих частот от 1 Гц до 3-х кГц, в свою очередь тракт (72) параметрического излучения НЧ сигналов содержит последовательно электрически соединенные: четвертый НЧ генератор (75) сигналов ω_4i, четвертый НЧ усилитель мощности (76) и второй сумматор-коммутатор (77), являющийся выходом тракта (72) параметрического излучения НЧ сигналов, а также НЧ излучатель (78) гидроакустических сигналов, последовательно электрически соединенные пятый НЧ генератор (79) сигналов ω_5i, пятый НЧ усилитель мощности (80) и второй сумматор-коммутатор (77), тракт (73) линейного излучения НЧ сигналов содержит последовательно электрически соединенные: пятый НЧ генератор (79), пятый НЧ усилитель мощности (80), второй сумматор-коммутатор (77) и НЧ излучатель (78) гидроакустических сигналов Ω_4i, при этом тракт (73) линейного излучения сигналов составляет часть тракта (72) параметрического излучения сигналов, а тракт (74) линейного приема НЧ эхо-сигналов Ω'_3i и Ω'_4i содержит последовательно электрически соединенные: широкополосный усилитель (81), блок фильтров (82) и решающее устройство (83); многочастотную - не менее 3-х частот, с высоким энергетическим потенциалом активную ГАС (84) с трактом линейного (85) излучения интенсивных гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на нескольких частотах: f_7i, f_8i и f_9i - при 3-частотном излучении, с трактом нелинейного излучения (86) гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на частотах ω_6i и ω_7i (i=1, 2, 3 и т.д.), при этом более низкая частота ω_6i близка к более высокой частоте f_9i и излучается с помощью одного и того же гидроакустического излучателя, являющимся общим для тракта (85) линейного и тракта (86) нелинейного излучения гидроакустических сигналов, а также с многоканальным - по числу излучаемых интенсивных гидроакустических сигналов ЗД и УЗД частот, трактом (87) линейной обработки эхо-сигналов ЗД и УЗД на нескольких частотах: f'_7i, f'_8i и f'_9i - при 3-частотном излучении и трактом (88) линейной обработки эхо-сигналов НЗД частот Ω'_5i, сформированных в нелинейной-водной и (или) твердой среде Ω_5i=ω_6i-ω_7i и отраженных от объекта локации, и обеспечивает обнаружение различных морских объектов, получение непрерывной информации о скорости движения ПГФС (4), характере грунта, плотности распределения ПИС (например, ЖМК и т.д.) на дне, прослеживает выходы коренных горных пород и т.д., при этом тракт линейного (85) излучения интенсивных гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на нескольких частотах: f_7i, f_8i и f_9i - при 3-частотном излучении в диапазоне частот выше 3 кГц и с динамическим диапазоном не менее 140 дБ, содержит последовательно электрически соединенные: многоканальный - не менее 3-х каналов, генератор (89), многоканальный - по числу каналов генератора (89), усилитель мощности (90) и несколько - по числу каналов усилителя мощности (90), гидроакустических излучателей (91) с различными рабочими частотами f_7i, f_8i и f_9i, установленными на донной части корпуса ПГФС (4), тракт нелинейного излучения (86) гидроакустических сигналов ЗД и УЗД на частотах ω_6i и ω_7i {i=1, 2, 3 и т.д.) содержит последовательно электрически соединенные: шестой генератор (92), шестой усилитель мощности (93), третий сумматор-коммутатор (94) и третий гидроакустический излучатель (95), а также последовательно электрически соединенные седьмой генератор (96), седьмой усилитель мощности (97), второй сумматор-коммутатор (94) и более высокочастотный гидроакустический излучатель (91) канала (85) линейного излучения гидроакустических сигналов ЗД и УЗД частот, многоканальный тракт (87) линейной обработки эхо-сигналов ЗД и УЗД на нескольких частотах: f'_7i, f'_8i и f'_9i - при 3-частотном излучении, содержит последовательно электрически соединенные: многоканальный широкополосный усилитель (98) ЗД и УЗД частот, многоканальный блок (99) диапазонных фильтров ЗД и УЗД частот, многоканальный блок (100) обработки информации и многоканальный блок (101) регистрации и отображения информации, тракт (88) линейной обработки эхо-сигналов Ω'_3i, Ω'_4i и Ω'_5i содержит последовательно электрически соединенные: электроакустический преобразователь (102) НЗД частот, блок (103) обработки информации в НЗД частот и блок (104) регистрации и отображения информации в НЗД частот; пассивную ГАС (105) ИЗД, НЗД, ЗД и УЗД частот с трактом линейной (106) обработки гидроакустической информации преимущественно в ЗД и УЗД частот, трактом (107) нелинейной обработки гидроакустической информации преимущественно в ИЗД и НЗД частот, трактом (108) излучения ВЧ сигнала накачки на частоте ω₈ и ее высших гармониках 2ω₈, 3ω₈ и т.д., предназначенную для: направленного приема в нелинейном режиме работы в ИЗД собственного шумоизлучения Ω₁ МПИС и наведенного шумоизлучения Ω'₁ МПИС - углеводородов и т.д., а также гидроакустических сигналов от различных объектов: подводных Ω_iпо, надводных Ω_iно и воздушных Ω_iво; направленного приема в линейном - ЗД и УЗД частот и нелинейном - НЗД и ЗД частот, сигналов от транспондера f_1i (7), сигналов, излученных ранее с НПА: (4) f_3i, f_4i и f_5i - при 3-частотном излучении, Ω*_1i и т.д., излученных ранее с ПГФС (4): f_7i, f_8i и f_9i - при 3-частотном излучении, Ω*_2i и т.д., а затем отраженных от различных объектов, неоднородностей водной среды, границ волноводы, геологических слоев Земли и т.д., а также гидроакустических сигналов от различных объектов: подводных Ω_iпо, надводных Ω_iно и воздушных Ω_iво в динамическом диапазоне не менее 140 дБ и в рабочем диапазоне частот от долей Гц до 30 кГц и выше, при этом тракт линейной (106) обработки гидроакустической информации, преимущественно в ЗД и УЗД частот, содержит последовательно электрически соединенные: многоэлементную антенну (109) ЗД и УЗД частот, расположенную по всему обводу носовой оконечности ПГФС (4), многоканальный блок (110) цифрового формирования нескольких - не менее 3-х ХН, а также их независимого сканирования во всем секторе наблюдения, многоканальный блок (111) диапазонных фильтров, многоканальный основной усилитель (112), многоканальный блок (113) линейной обработки информации, многоканальный блок (114) регистрации и отображения информации, тракт (107) многоканальной - пространственной и частотной, нелинейной обработки гидроакустической информации, преимущественно в ЗД и УЗД частот, содержит последовательно электрически соединенные: многоэлементную антенну (109) ЗД и УЗД частот, являющуюся общей для тракта линейной (106) и тракта (107) нелинейной обработки информации, многоканальный блок (115) цифрового формирования нескольких - не менее 6-и ХН: 3-х - по пространству и 2-х - по частоте в каждой пространственной ХН, а также их независимого сканирования во всем секторе наблюдения, блок (116) перестраиваемых полосовых фильтров, многоканальный основной усилитель (117), многоканальный блок (118) демодуляторов - амплитудных и фазовых (частотных), многоканальный блок (119) фильтров низких частот и многоканальный блок (114) регистрации и отображения информации, являющийся общим для тракта линейной (106) и тракта (107) нелинейной обработки информации, тракт (108) излучения ВЧ сигнала накачки на частоте ω₈ и ее высших гармониках 2ω₈, 3ω₈ и т.д., содержит последовательно электрически соединенные: многоканальный генератор (120), многоканальный усилитель мощности (121) и многоканальный излучатель (122) ВЧ сигнала накачки на частоте ω₈ и ее высших гармониках 2ω₈, 3ω₈ и т.д.

В свою очередь тракт линейной (29) обработки информации, преимущественно в ЗД и УЗД частот, пассивной ГАС (28) ИЗД, НЗД, ЗД и УЗД частот каждого из НПА (5), содержит (фиг.4) последовательно электрически соединенные: многоэлементную антенну (123) ЗД и УЗД частот, расположенную по всему обводу носовой оконечности НПА (5), многоканальный блок (124) цифрового формирования нескольких - не менее 3-х ХН, а также их независимого сканирования во всем секторе наблюдения, многоканальный блок (125) диапазонных фильтров, многоканальный основной усилитель (126), многоканальный блок (127) линейной обработки информации, многоканальный блок (128) регистрации и отображения информации, тракт (30) многоканаль