Способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик и система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик

Способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик и система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к определению океанографических характеристик и построению их пространственного распределения и может быть использовано для географических и природоресурсных исследований океанов и морей.

Известен способ определения океанографических характеристик и устройство для его реализации, основанные на использовании набора измерительных датчиков, которые с помощью самолета или судна погружают в воду, зондируют ими водную толщу до дна, измеряя при этом океанографические характеристики. Результаты измерения записывают и хранят в устройстве памяти, а затем, когда датчики находятся на поверхности, по команде в определенный момент времени передают их на искусственный спутник Земли или другое приемное устройство (патент US №5209112 [1]).

Недостатком известного способа и устройства для его реализации [1] является низкая информативность измерений, обусловленная невозможностью измерения параметров светового поля над морской поверхностью, в части регистрации спектров выходящего из моря солнечного излучения, несущих информацию о концентрации в морской воде взвешенного минерального и органического, а также растворенного органического веществ, но которые регистрируются спутниковой аппаратурой. Также известные способ и устройство не позволяют достичь относительно высокой точности корректировки спутниковых данных из-за недостаточного объема информации.

Известен также способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик и система для его реализации, основанные на комплексных подспутниковых (судовых) и спутниковых измерениях океанографических характеристик с помощью измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, при этом с помощью измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, установленных на судне, измеряют океанографические характеристики, а именно гидрофизические характеристики морской воды и ее поверхности, метеорологические характеристики и параметры светового поля над морской поверхностью с помощью измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, установленных на искусственных спутниках Земли, зондируют водную поверхность и принимают данные дистанционного зондирования водной поверхности, данные подспутниковых и спутниковых измерений сохраняют в устройстве памяти, по показаниям упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств корректируют спутниковые данные, по которым определяют и строят пространственное распределение океанографических характеристик, исследуемых акваторий (Дистанционное зондирование моря с учетом атмосферы./ Под ред. В.А. Урденко и Г. Циммермана. Сб. статей, Выпуск института Космических исследований АН ГДР, Москва-Берлин-Севастополь, 1985 г., стр. 6-19 [2]).

Недостатками известного способа и системы для его реализации [2] являются низкая информативность измерений и точность корректировки спутниковых данных за счет недостаточной синхронности подспутниковых (судовых) и спутниковых измерений, что приводит к необходимости пространственно-временного усреднения измеряемых океанографических характеристик, а также высокая стоимость описанных способа и системы. Недостаточная синхронность подспутниковых (судовых) и спутниковых измерений и низкая точность определения океанографических характеристик с использованием описанного выше способа обусловлена тем, что измерения выполняют на стоянках (на станциях) судна путем зондирования измерительными датчиками и комплексными измерительными устройствами водной толщи или путем их буксировки на ходу судна, при этом в последнем случае измерения в поверхностных слоях воды производят в возмущенной корпусом движущегося судна водной среде, что вносит значительную погрешность в определение реальных значений гидрофизических и других океанологических характеристик.

Высокая стоимость описанного выше способа и системы для ее реализации обусловлена тем, что для проведения подспутниковых измерений используют научно-исследовательское судно, имеющее водоизмещение от 800-1000 и более тонн и оснащенное дорогостоящей научной аппаратурой и оборудованием. На эксплуатацию такого судна тратятся большие финансовые средства. Кроме того, для эксплуатации и обслуживания сложной научной аппаратуры и оборудования, а также для научного руководства экспериментальными работами в море привлекается большое число высококвалифицированных специалистов, которые относительно длительное время проводят в море и в связи с этим на их содержание тратятся также большие денежные средства.

Известно также техническое решение, технический результат которого заключается в повышении информативности измерений и точности определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик (океанографических полей) исследуемых акваторий, а также в снижении стоимости способа и системы для его реализации (патент RU №2156958 С1, 27.09.2000 [3]).

Известный способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик [3], заключается в том, что с помощью измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств производят комплексные подспутниковые (судовые) и спутниковые измерения океанографических характеристик, при этом результаты подспутниковых и спутниковых измерений сохраняют в устройстве памяти и по показаниям упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств корректируют спутниковые данные, по которым определяют и строят пространственные распределения океанографических характеристик исследуемых акваторий, при этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств погружают в воду, второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещают на носовой части судна, расположенной над водой, третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещают на борту судна, в режиме реального времени считывают и записывают показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, в устройство считывания первичных данных, в котором показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств в процессе непрерывных измерений периодически обновляют, с искусственного спутника Земли принимают данные дистанционного зондирования водной поверхности Земли, считывают координаты судна из устройства определения координат судна, из устройства определения координат луча сканирования водной поверхности искусственным спутником Земли считывают координаты луча сканирования водной поверхности, сравнивают их с упомянутыми координатами судна и в случае их совпадения в пределах пространственной разрешающей способности измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств упомянутого искусственного спутника Земли и устройства определения координат судна из упомянутого устройства считывания первичных данных считывают в упомянутое устройство памяти и запоминают соответствующие упомянутым координатам показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, и соответствующие значения упомянутых координат регистрируют данные дистанционного зондирования водной поверхности искусственным спутником Земли, определяют градуировочные коэффициенты и по упомянутым показаниям измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов датчиков и комплексных измерительных устройств, полученным при совпадении координат судна и координат луча сканирования водной поверхности Земли, корректируют упомянутую спутниковую информацию.

При этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств крепят жестко с помощью электромагнитного устройства или постоянного магнита к носовой части судна ниже его ватерлинии, второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещают на носовой части судна над водой таким образом, чтобы в поле зрения упомянутого второго набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств не попадало отраженное от морской поверхности рассеянное бортом носовой части судна солнечное излучение. Первым, вторым и третьим наборами измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств измерения выполняют на ходу судна в невозмущенной водной среде. Первым набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств контактно измеряют изменение скорости воды и вибрацию судна, температуру, электропроводность и давление воды, концентрацию кислорода и показатель рассеяния света в воде. Вторым набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств измеряют контактно температуру, влажность и давление атмосферного воздуха, направление и скорость приводного ветра, дистанционно в забортной морской воде флюоресценцию хлорофилла фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, дистанционно - радиационную температуру морской поверхности, спектральные яркость неба, яркость моря и облученность морской поверхности солнечным излучением. Третьим набором датчиков и комплексных измерительных устройств измеряют в проточной забортной морской воде спектральный показатель ослабления света, флюоресценцию хлорофилла и растворенного (желтого) органического вещества, концентрацию хлорофилла, каротиноидов, феофитина, углерода, при этом в третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств забортную морскую воду подают по водопроводу автоматически на ходу судна из устройства забора забортной воды, размещенного в первом наборе измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств.

А система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик, включает измерительные датчики и комплексные измерительные устройства, устройство приема спутниковых данных и устройство памяти, дополнительно введены устройство считывания первичных данных, устройство управления, устройство определения координат луча сканирования водной поверхности Земли искусственным спутником Земли и устройство определения координат судна, устройство хранения спутниковых данных и устройство корректировки спутниковых данных и хранения океанографических характеристик, при этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств закреплен на носовой части судна, находящейся под водой, второй и третий наборы измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещены соответственно на носовой части судна, расположенной над водой, и борту упомянутого судна, упомянутые первый, второй и третий наборы измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств соединены с упомянутым устройством считывания первичных данных, которое соединено с упомянутым устройством управления и с упомянутым устройством памяти, при этом упомянутое устройство управления соединено с упомянутым устройством определения координат судна и с упомянутым устройством определения координат луча сканирования водной поверхности Земли искусственным спутником Земли, которое соединено с упомянутым устройством приема спутниковой информации, соединенным с устройством хранения спутниковой информации, в свою очередь соединенным с упомянутым устройством коррекции спутниковой информации и хранения океанографических данных, которое соединено с упомянутым устройством памяти. При этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств содержит устройство забора забортной морской воды, соединенное водопроводом с третьим набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, трехкоординатный измеритель изменения скорости воды и вибрации судна и измерительные датчики: температуры, электропроводности и давления морской воды, показателя рассеяния света в воде и концентрации в ней кислорода. Все упомянутые измерительные датчики и комплексные измерительные устройства размещены в герметичном контейнере, который жестко прикреплен к носу судна ниже его ватерлинии с помощью электромагнита (или постоянного магнита) и к которому прикреплен страховочный трос, второй конец которого закреплен на борту судна, и соединен с устройством считывания первичных данных многожильным герметичным электрическим кабелем. Второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств содержит измерительные датчики температуры, влажности и давления атмосферного воздуха, направления и скорости приводного ветра, измеритель флюоресценции фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель радиационной температуры морской поверхности (радиометр) и измеритель спектральных яркости неба, яркости моря и облученности морской поверхности солнечным излучением. Все упомянутые измерительные датчики и комплексные измерительные устройства, входящие в состав второго набора, расположены на носовой части судна над водой таким образом, чтобы в поле зрения измерителя спектральной яркости моря не попадало отраженное от морской поверхности рассеянное бортом носовой части судна солнечное излучение, и соединены с помощью электрического кабеля с устройством считывания первичных данных. Третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств содержит измеритель спектрального показателя ослабления света морской воды, измеритель флюоресценции хлорофилла фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель концентрации хлорофилла и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель концентрации хлорофилла, каротиноидов, феофитина, растворенного (желтого) органического вещества, углерода. Все упомянутые датчики и комплексные измерительные устройства, входящие в состав третьего _ набора, расположены на борту судна (в судовой лаборатории) и соединены с помощью электрического кабеля с устройством считывания первичных данных, а с помощью водопровода - с устройством забора забортной морской воды.

Повышение информативности измерений и точности определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик исследуемых акваторий в известном изобретении [3] достигается за счет осуществления автоматизированных синхронных измерений в реальном времени с помощью трех наборов измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, установленных на судне, и измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, расположенных на искусственном спутнике Земли, и за счет запоминания результатов измерений в моменты совпадения координат судна и координат луча сканирования поверхности океана измерительными датчиками искусственного спутника Земли, при этом предлагаемое устройство позволяет проводить измерения гидрофизических и других океанологических характеристик в невозмущенной корпусом движущегося судна водной среде и над невозмущенной корпусом судна водной поверхностью.

Недостатками известного способа определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик является то, что измерительные датчики связаны с судном (первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств прикреплен к носовой части судна ниже его ватерлинии), которое подвержено возмущающим факторам метеорологического и гидрологического происхождения, а следовательно и на измерительные датчики будут воздействовать те же возмущающие факторы, что и на судно, т.е. имеет место невысокая достоверность результатов измерений.

Кроме того, известный способ определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик обеспечивает локальные измерения, что обусловлено налагаемыми ограничениями при выполнении измерений, например, на скорость движения судна и на мореходность, т.е. для получения необходимых массивов измерений по большим площадям потребуется проведение длительных измерений.

Также из описания изобретения непонятно, на каком принципе работает «трехкоординатный измеритель изменения скорости воды и вибрации судна», что ставит под сомнение промышленную реализацию известного способа определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик, заключающимся в том, что с помощью измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств производят комплексные подспутниковые (судовые) и спутниковые измерения океанографических характеристик, при этом результаты подспутниковых и спутниковых измерений сохраняют в устройстве памяти и по показаниям упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств корректируют спутниковые данные, по которым определяют и строят пространственные распределения океанографических характеристик исследуемых акваторий, первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств погружают в воду, второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещают на носовой части судна, расположенной над водой, третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещают на борту судна, в режиме реального времени считывают и записывают показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, в устройство считывания первичных данных, в котором показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств в процессе непрерывных измерений периодически обновляются, с искусственного спутника Земли принимают данные дистанционного зондирования водной поверхности, считывают координаты судна из устройства определения координат судна, из устройства определения координат луча сканирования водной поверхности искусственным спутником Земли считывают координаты луча сканирования водной поверхности, сравнивают их с упомянутыми координатами судна и в случае их совпадения в пределах пространственной разрешающей способности измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств упомянутого искусственного спутника Земли и устройства определения координат судна из упомянутого устройства считывания первичных данных считывают в упомянутое устройство памяти и запоминают соответствующие упомянутым координатам показания упомянутых измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, и соответствующие значения упомянутых координат, регистрируют данные дистанционного зондирования водной поверхности искусственным спутником Земли, определяют градуировочные коэффициенты и по упомянутым показаниям измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в состав упомянутых первого, второго и третьего наборов датчиков и комплексных измерительных устройств, полученным при совпадении координат судна и координат луча сканирования водной поверхности, корректируют упомянутую спутниковую информацию, в отличие от прототипа в спутниковые измерения океанографических характеристик дополнительно включают топографическую съемку прибрежной территории, посредством лазера в красном диапазоне, измерения глубины акватории, посредством лазера зеленого диапазона, первым набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств выполняют акустическое зондирование морского дна, определяют высоту, период, мощность и крутизну поверхностных волн, посредством датчика давления, дополнительно введен еще один набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, размещенных на носителе, выполненным в виде зонда сочлененного с якорно-буйрепным устройством, размещенным в кормовой части судна, а в системе определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик, которая включает наборы измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, устройство приема спутниковых данных и устройство памяти, устройство считывания первичных данных, устройство управления, устройство определения координат луча сканирования водной поверхности Земли измерительными датчиками и комплексными измерительными устройствами искусственного спутника Земли и устройство определения координат судна, устройство хранения спутниковых данных и устройство корректировки спутниковых данных и хранения океанографических характеристик, при этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств закреплен на носовой части судна, находящейся под водой, второй и третий наборы измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств размещены соответственно на носовой части судна, расположенной над водой, и борту упомянутого судна, первый, второй и третий наборы измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств соединены с устройством считывания первичных данных, которое соединено с упомянутыми устройством управления и устройством памяти, при этом устройство управления соединено с устройством определения координат судна и с устройством определения координат луча сканирования водной поверхности Земли измерительными датчиками и комплексными измерительными устройствами искусственного спутника Земли, которое соединено с устройством приема спутниковой информации, соединенным с устройством хранения спутниковой информации, в свою очередь, соединенным с устройством коррекции спутниковой информации и хранения океанографических данных, которое соединено с упомянутым устройством памяти, при этом первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств состоит из датчиков температуры, электропроводности и давления морской воды, концентрации кислорода, показателя рассеяния света в воде и устройства забора забортной морской воды, второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств состоит из датчиков температуры, влажности и давления атмосферного воздуха, направления и скорости приводного ветра, измерителя флюоресценции фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измерителя (радиометра) радиационной температуры морской поверхности и измерителя спектральных яркости неба, яркости моря и облученности морской поверхности солнечным излучением, третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств состоит из измерителя спектрального показателя ослабления света морской воды, измерителя флюоресценции хлорофилла фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измерителя концентрации хлорофилла и растворенного (желтого) органического вещества, измерителя концентрации хлорофилла, каротиноидов, феофитина, растворенного (желтого) органического вещества, углерода, в отличие от прототипа аппаратура спутниковых измерений дополнительно содержит лидар, содержащий лазер красного и зеленого диапазонов, первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств дополнительно содержит многолучевой эхолот, гидролокатор бокового обзора, дополнительно введен еще один набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, состоящих из измерителей вертикальных профилей растворенного метана, содержания нитратов альфа-, бета- и гамма-радиоактивности, зональной и меридиональной компонент скорости течения, скорости звука в морской воде, который размещен на носителе, выполненным в виде зонда сочлененного с якорно-буйрепным устройством, размещенным в кормовой части судна.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема заявляемой системы.

Система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик состоит из первого набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 1, второго набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 2, третьего набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 3, устройства считывания первичных данных 4, устройства управления 5, устройства определения координат судна 6, устройства приема спутниковой информации 7, устройства определения координат луча сканирования водной поверхности искусственным спутником Земли 8, устройства хранения спутниковой информации 9, устройства памяти 10, устройства корректировки спутниковой информации и хранения океанографических полей 11. В состав первого набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 1 входят трехкоординатный измеритель изменения скорости воды и вибрации судна, датчики температуры, электропроводности и давления морской воды, концентрации кислорода и показателя рассеяния света в воде и устройство забора забортной морской воды 12. Все измерительные датчики и комплексные измерительные устройства, входящие в состав первого набора 1, и устройство забора забортной морской воды 12 размещены в контейнере, который жестко прикреплен к носовой части судна ниже его ватерлинии с помощью электромагнита (или постоянного магнита), и для повышения надежности его крепления используется страховочный трос, который одним своим концом прикреплен к контейнеру, содержащему набор 1, а вторым концом закреплен на борту судна. Все измерительные датчики и комплексные измерительные устройства, входящие в состав первого набора 1, соединены с устройством считывания первичных данных 4 многожильным герметичным электрическим кабелем 13. Устройство забора забортной морской воды 12 соединено с третьим набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 3 с помощью водопровода 14. При этом контейнер с первым набором измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 1 и устройством забора забортной морской воды 12 прикреплен к носовой части судна так, что упомянутые измерительные датчики и устройство забора забортной морской воды 12 находятся в невозмущенной корпусом движущегося судна водной среде, а входное отверстие устройства забора забортной морской воды 12 направлено в сторону движения судна (по ходу судна).

В состав второго набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 2 входят датчики температуры, влажности и давления атмосферного воздуха, направления и скорости приводного ветра, измеритель флюоресценции фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель радиационной температуры морской поверхности (радиометр) и измеритель спектральных яркости неба, яркости моря и облученности морской поверхности солнечным излучением. Второй набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 2 размещен на носовой части судна, расположенной над водой таким образом, чтобы в поле зрения измерителя спектральной яркости моря не попадало отраженное от морской поверхности рассеянное бортом носовой части судна солнечное излучение. Каждый из датчиков, входящих в состав второго набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 2, соединен с помощью электрического многожильного кабеля 15 с устройством считывания первичных данных 4.

В состав третьего набора измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 3 входят измеритель спектрального показателя ослабления света морской воды, измеритель флюоресценции хлорофилла фитопланктона и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель концентрации хлорофилла и растворенного (желтого) органического вещества, измеритель концентрации хлорофилла, каротиноидов, феофитина, растворенного (желтого) органического вещества, углерода. Третий набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств 3 размещен на борту судна в судовой лаборатории. Каждый из датчиков и комплексных измерительных устройств, входящих в третий набор 3, соединен с помощью электрического многожильного кабеля 16 с устройством считывания первичных данных 4.

Устройство считывания первичных данных 4 соединено с устройством управления 5. Устройства управления 5 соединено с устройством определения координат судна 6, например навигационным прибором "GPS" и с устройством определения координат луча сканирования водной поверхности искусственным спутником Земли 8. Устройство определения координат луча сканирования водной поверхности искусственным спутником Земли 8 соединено с устройством приема спутниковой информации 7, которое соединено с устройством хранения спутниковой информации 9, соединенным с устройством корректировки спутниковой информации и хранения океанографических полей 11. Устройство корректировки спутниковой информации и хранения океанографических полей 11 соединено с устройством памяти 10, соединенным с устройством считывания первичных данных 4. Система определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик также содержит еще один набор 17 измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, состоящих из измерителей вертикальных профилей растворенного метана, содержания нитратов альфа-, бета- и гамма-радиоактивности, зональной и меридиональной компонент скорости течения, скорости звука в морской воде, который размещен на носителе 18, выполненном в виде зонда, сочлененного с якорно-буйрепным устройством 19, размещенным в кормовой части судна. Носитель 18 и устройство считывания первичных данных 4 соединены посредством бортовой аппаратуры 20. Канал связи между носителем (зондом) 18 и бортовой аппаратурой выполнен на индуктивных модемах. Индуктивные модемы типа SBE-44 установлены на судне и зонде и служат для передачи данных измерений и телеметрической информации. Индуктивный модем представляет собой катушку индуктивности с изолированными электрическими выводами, помещенную в корпус из диэлектрика, залитого компаундом, и электронной платы управления. В сборке индуктор и ферритовое кольцо устанавливается на буйреп так, чтобы стальной несущий трос в полихлорвиниловой оболочке свободно проходил через центр катушки. Буйреп представляет собой многожильный нержавеющий несущий трос в диэлектрической оболочке, изолирующей от воды. По индуктивному каналу выполняется передача данных от зонда к судну. Таким образом, система подводной связи обеспечивает бесконтактный обмен информацией между зондом и судном.

Якорно-буйрепное устройство 19 обеспечивают фиксацию зонда 18 на заданных глубинах, а также на морском дне. Аппаратура спутниковых измерений дополнительно содержит лидар, содержащий лазер красного и зеленого диапазонов, представляющий собой батиметрическую систему. Принцип действия батиметрической системы установленной на воздушном носителе основан на измерении интервала времени между моментом отражения лазерного импульса от поверхности воды и от дна водоема. Использование лазера зеленого и красного диапазонов позволяет одновременно измерять глубины на акватории и выполнять топографическую съемку прибрежной территории.

Лидар позволяет выполнить съемку рельефа дна в труднодоступных местах (от уреза воды до глубины 1,5-2,0 м).

Однако, несмотря на высокую производительность и возможность измерять глубины на величину превышающую три естественных прозрачностей воды, лидар имеет существенный недостаток - это низкая разрешающая способность. Он не в состоянии обнаружить объект размером менее чем 2×2 м, что делает его применение на акваториях где необходимо выполнение съемки рельефа дна в соответствии с требованиями «особого» класса съемки невозможным.

Первый набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств дополнительно содержит многолучевой эхолот и гидролокатор бокового обзора.

Многолучевой эхолот (МЛЭ) формирует лучи по фиксированным направлениям в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, по которым ведется прием гидроакустических сигналов. Прием отраженного сигнала производится по множеству отдельных направлений, которые называются лучами.

Угловое расстояние между крайними лучами определяет ширину полосы обзора для заданной глубины моря (от 70% от глубины до 3-х и более глубин). По результатам полученных батиметрических данных создается цифровая модель рельефа дна. Полученная модель очень информативна и может применяться для решения самых различных задач.

Но, при использовании МЛЭ необходимо учитывать их ограниченную возможность по обнаружению подводных объектов. Лучи излучаемые МЛЭ расположены веерообразно. Между проекцией лучей на дне существуют пропуски. Ширина пропусков зависит от количества лучей в посылке, от глубины.

Размеры пропусков увеличиваются по мере увеличения глубины. В процессе камеральной обработки материалов работы МЛЭ, пропуски между лучами заполняются. Заполнение проводится по математическому алгоритму, который в упрощенном виде сводится к осреднению значений соседних лучей.

Величина образующихся на профиле промежутков между измеряемыми по наклонным лучам глубинами может превышать десятки метров, что свидетельствует об ограниченных возможностях решения задачи обнаружения объектов МЛЭ. В случае попадания какого-либо подводного предмета в пропуск между лучами МЛЭ, он не будет зафиксирован в итоговых материалах. В конкретной реализации применен высокочастотный многолучевой эхолот типа ЕМ 100.

Для обнаружения подводных объектов состав измерительных средств введен гидролокатор бокового обзора типа СН-300, который представляет собой гидролокатор шагового поиска и может исследовать подводное пространство в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В систему определения и построения пространственного распределения океанографических характеристик дополнительно введен еще один набор измерительных датчиков и комплексных измерительных устройств, состоящих из измерителей вертикальных профилей растворенного метана, содержания нитратов альфа-, бета- и гамма-радиоактивности, зональной и меридиональной компонент скорости течения, скорости звука в морской воде, который размещен на носителе, выполненным в виде зонда сочлененного с якорно-буйрепным устройством, размещенным в кормовой части судна.

Носитель 18 представляет собой зонд многоразового использования и предназначен для измерения на ходу судна (до 15уз) гидрофизических параметров: температуры (от -2 до 30 град. С, скорости звука (от 1410 до 1560 м/с с предельной погрешностью ±0,3 м/с) и гидростатического давления (от 0 до 5 МПа) с последующим пересчетом в глубину. Измерение гидрофизических параметров производится с дискретностью по глубине 2 м до глубины 200 м и 5 м на глубинах более 200 м.

Зонд 18 (носитель) соединен с бортовой аппаратурой 20 для приема измерительной информации, ее обработки, регистрации, архивирования и выдачи внешним потребителям. Установка зонда 18 на заданную глубину осуществляется посредством тросовой лебедки, выполненной на принципе безинерционной катушки для обеспечения беспрепятственного погружения зонда 18 на ходу судна на заранее заданную глубину погружения (или при нахождении судна в дрейфе на морское дно). Тросовая лебедка устанавливается в кормовой части судна.

Бортовая аппаратура 20 создана на основе ЭВМ и предназначена для приема измерительной информации, вычисления глубины погружения зонда по измерен