HYPACK CURSO MULTIHAZ panorama

HYPACK® 2009 Training Seminar ¿ Que es Multihaz ? 3/24/2017 HYPACK® 2009 Training Seminar

Sistema de Multihaz: 100% Cobertura de Fondo de un Solo Transductor Transductor Multihaz Solo Transductor que genera una amplia franja de fondo   Muchas Franjas por segundo   Huellas de alta resolución   45 ° a 210 ° ancho de franja Shows difference in single & multi beam coverage Swaths 10 to 40 per sec 0.5 to 3 deg beams Cobertura de Monohaz

¿De dónde provienen de Multihaz Desarrollado por Marina de EE.UU. a principios de la década de 1960 a mediados de aguas profundas ... "barrido" sistemas de matriz " Poco Profundas " aplicaciones desarrolladas en la década de 1990 ¿Qué es " Poco Profundas "?? La primera aplicación importante fue durante las inundaciones del río Mississippi de 1993 ... San Luis Distrito del Cuerpo de Ingenieros & John Chance Inc. Costo se ha reducido de $ 500K USD a $ 35K USD(+) (Sólo multihaz) Con periféricos, sistema completo de alrededor de $ 70K USD Muchas empresas de dragado y contratistas AE están adquiriendo los sistemas de Multihaz Important slide … cover line by line NOTE: $150K for multibeam … need peripheral equipment … MRU, GPS Some districts have more than 1 system LA District first to acquire system in mid-1990s

¿Qué es multihaz se utiliza para ? Remoción de dragado … total del fondo de cobertura Draga de pago Investigación subacuática estructurales ... embarcaderos, centrales hidroeléctricas, las estructuras de control de los ríos, represas y esclusas Inspecciones rutina de la condición de canal Levantamientos de Rio y Embalse Next few slides will illustrate applications, advantages, & disadvantages

Banco Río o revestimiento Multihaz permite la cobertura de los buques a lo largo de las riberas, los embarcaderos y muelles Proporciona una cierta capacidad de "mirar debajo" ... los buques tenían que esperar a los buques para mover los sistemas de monohaz Barcos Banco Río o revestimiento

¿Es esto realmente aquí? Multihaz permite la cobertura en torno a los embarcaderos, los mamparos, Bloqueos, presas y otras estructuras submarinas Proporciona una cierta capacidad para detectar y rastrear los huecos alrededor de las estructuras bajo el agua La pared de tablestacas Erosión socavación / void ¿Es esto realmente aquí?

Monohaz vs. Poco Profunda Multihaz 7.5° típico de monohaz Muchos pases para resolver el alcance y profundidad de por lo menos una característica << 5% cobertura de fondo Procesamiento de datos no compleja Adquisición de los usos establecidos tecnología Múltiples haces estrechos en un patrón en forma de abanico, o franja 100% cobertura de fondo Los perfiles a 40 por segundo       (20000 sondeos / segundo) Resolver rápidamente las características La adquisición y el complejo de procesamiento 7.5 degree footprint in 50 feet of produces only 2.6% coverage. Up to 20,000 soundings per second can now be collected.

Ensonificación Área o "huella" las diferencias de tamaño Tamaño de la huella de 8.0 grados es 2.13 metros en 15.24 metros profundidad (1) 8.0 grados (7) 3.0 grados (19) 1.5 grados (121) 0.5 x 1.0 grados

Típica Haz ángulos de barrido y Anchuras Anchuras vs. Profundidad Grados 2 x 90° 2.5 x 102.7° 4.29 x 130° 4 x 126.8° 3.46 x 120° 3 x 112.6° 7 x 148.1° 6 x 143.1° 5 x 136.4° 150° 157.4° 161.1° 7.4 x 10 x 12 x 2*TAN (MB Angulo/2) = Anchura Multiplicador Differences between various Reson packages Note different frequencies available 100’ 740’ Recuerde que esta Ilustración !!

HYPACK CURSO MULTIHAZ TÉCNICA

Multihaz Transductores y Haz Geometría Vista de cerca de 16-nadir de vigas formada por un transductor de multihaz. Transductores multihaz suelen basarse en la geometría de fans ... una transmisión y una amplia gama de recibir una "L“ o “T” configuración. Cada serie se compone de varios elementos del transductor idénticos, equidistantes, en una línea. Las matrices pueden ser planas o curvas. Cada matriz produce un lóbulo principal aplanado que se estrecha en el eje largo de la matriz. La intersección de los dos planos principales lóbulos resultados en un haz estrecho. Cada "fuego" o la transmisión de la matriz se llama un "ping". Durante un ping, todas las vigas son transmitidos y recibidos. De arriba hacia abajo (el plan) para ver de transmitir y recibir lóbulo principal intersección del lóbulo principal, proyectada sobre el fondo del mar ... con el producto de la Cruz destacó.

Multihaz de Directividad A través de directividad pista es proporcionada por el receptor A lo largo de directividad tema se rige por el transmisor Beamforming principles

Métodos Multihaz La formación de Manga y La Interferometría Las diferencias entre estos dos métodos tienen que ver con la forma en que el ángulo de Viajes pares de tiempo se determina. Un Sistema de Formación de Haz determina el tiempo de viaje en función del ángulo (excluyendo así la posibilidad de diferentes tiempos de viaje correspondiente a un ángulo individual) Un Sistema de interferométrica determina el ángulo en función del tiempo de viaje (excluyendo así la posibilidad de diferentes ángulos correspondientes a un tiempo de viaje individual). Beamforming principles

Ventajas Método Formación de Haz La Interferometría Buenas imágenes (Side Scan) Bueno para la batimetría general Gran barrido de los datos Aceptable Imágenes (Side Scan) Batimetría excelente para el mapeo de alta resolución de fondos marinos irregulares Bueno para todos los tipos de requisitos de la batimetría Amplia franja de los datos, tanto la batimetría y las imágenes Beamforming principles

Multihaz Basico Todos los sistemas multihaz utilizar el mismo enfoque básico El fondo es ensonificación por un haz de transmitir ... Hasta 40 veces por segundo El retorno de eco es recibido y procesado Viajes individuales estimaciones haz de tiempo se convierten en rangos de inclinación Verdadera profundidad se calcula mediante la aplicación de los ángulos de haz, la orientación, el movimiento y los datos de posición, y los datos de perfil de velocidad de sonido. (Igual que la Agrimensura con una estación total) Multibeam measures only slant ranges … many corrections reqd to get to a X-Y-Z depth on a known reference datum.

Multihaz Profundidad / Pendiente Rango de Técnicas de medición de Amplitud y Detección de Fase Varios físicos y electrónicos "conformación del haz" se utilizan técnicas para detectar qué punto de dirección en la matriz de multihaz recibidas se observa transducer La mayoría de los sistemas multihaz utilizar y / o de Amplitud y los métodos de detección de Fase.

Multihaz Profundidad / Pendiente Rango de Técnicas de medición de amplitud y detección de fase La mayoría de los sistemas multihaz utilizar y / o de Amplitud y los métodos de detección de Fase. Detección de Amplitud se basa en encontrar el tiempo de viaje de la interceptación de un eco con la parte inferior. Por lo general determina utilizando el método de centro de masa. (Similares a los métodos de medición único rayo de profundidad). La detección de Fase (técnica interferométrica) se basa en la constatación del cambio de fase en dos subsecciones de recibir el transductor de matriz. (Algo similar a EDM o fase de portador GPS). 2 types of detection methods … both may be used on same system. Signal processing is complex.

Detección de Amplitud se basa en encontrar el tiempo de viaje de la interceptación de un eco con la parte inferior. Por lo general determina utilizando el método de centro de masa. (Similares a los métodos de medición único rayo de profundidad). volver amplitud pico de la señal (tiempo de viaje ... a distancia de la pendiente) AMPLITUD transductor

Detección de fase (técnica interferométrica) se basa en la constatación del cambio de fase en dos subsecciones del transductor recibir matriz.    (Algo análogo a la fase portadora GPS). FASE or INTERFEROMETRIA recibida fase de la señal transductor desplazamiento de fase (función de la pendiente a distancia)

Amplitud y Detección de Fase Detección de Amplitud se utiliza normalmente para el interior de haz (0 ° a ~ 45 ° off-nadir) El punto de cambio entre la amplitud y la fase de detección varía según el diseño, los métodos son de corte absoluto, análisis en tiempo real de todas las varas, y la combinación de amplitud y fase (~ 45 ° a ~ 60 ° off-nadir) Detección de fase se utiliza normalmente para los rayos exter (~ 60 ° a 100 ° ~ off-nadir) Precaución: la precisión de profundidad puede cambiar en los puntos de transición de detección de fondo Note Caution … thus we do Performance Tests

De transmisión de impulsos Ping Operación de Ciclo Ping Generacion Mostrar procesado de señal De transmisión de impulsos Proceso de señal Detección de fondo Amplificar la señal Volver Reflexión Recibir la señal Note Caution … thus we do Performance Tests

Frecuencias Multihaz y la Resolución Como la frecuencia y el cambio de temperatura del agua, la atenuación lo hace debido a La Absorción de energía acústica, la pérdida de transmisión debido a la conversión de la energía acústica en calor. El aumento de la absorción, hará que la ganancia para aumentar más rápidamente a medida que aumenta Rango. Medida que aumenta la gama, también lo hace la atenuación debido a la propagación esférica de la energía acústica llamada Difusión Pérdida (Haz huella). No hay verdadera pérdida de energía, la energía es simplemente, repartidas en una superficie mayor, reduciendo así su densidad. La Compensación de la pérdida de Absorción y Difusión Pérdida, lo mejor es el uso del Tiempo Variable de Ganancia (TVG). Cuando se utiliza la TVG, los valores de Ganancia en los receptores en el nadir, comenzará en un nivel y luego aumentar, en función del tiempo, durante todo el ciclo de recibir. 200 kHz frequency systems can be obtained … duplicate single beam frequency

Ancho Haz y Resolución La Resolución Vertical es la diferencia mínima en profundidad determinada entre adyacentes regresa acústico Cuanto más corta sea la longitud del pulso, mayor es la resolución Longitud del pulso se corresponde con el ancho de banda de la frecuencia del sonar Cuanto mayor sea la frecuencia del sonar, el más amplio sea el ancho de banda Cuanto mayor sea la frecuencia de sonar, con mayor precisión se puede resolver la medición de la distancia Resolución Vertical también se ve influida por la anchura del haz. Un pulso de una viga más ancha (por ejemplo, 3,0 °) requerirá más tiempo para que se refleje el pulso de un haz más estrecho (por ejemplo, 0,5 ° y 1,5 °). Note: Corps dredge contractors tend to procure narrow beamwidth systems -presumed greater accuracy than Corps wider beam systems

Ancho Haz y Resolución La viga más ancha se producirá un "frotis de eco", que puede conducir a una reducción de resolución de profundidad vertical y la posición horizontal ... es decir, Precisión El frotis de eco es una función de la frecuencia, la topografía del fondo, la profundidad y anchura del haz. En resumen, el más estrecho el ancho del haz, mejor será la resolución vertical y horizontal. Note: Corps dredge contractors tend to procure narrow beamwidth systems -presumed greater accuracy than Corps wider beam systems

“El Frotis de Eco” . . .

Técnicas de Formación de Haz Igual Distancia Haz Ángulo constante por haz Odom has developed a system which yields equal footprints Distancia alongtrack constante por haz Igual Distancia Huella

* Future upgrades will not require a redesign of the transducer Ventajas de Real-Tiempo Formacion de Haz combinada con una Amplitud y de Fase Interferométrica Sistema de Detección de Multihaz Roll proa haz corregido Variable de control del ángulo del haz (huella de igualdad) Aumento de la confianza de haz externo De control de usuario de ancho de franja y el número de haz * Future upgrades will not require a redesign of the transducer * The number of beams, size of the beam angles, resolution are all dependent upon the power of the signal processor -- not the transducer * As newer / faster hardware becomes available, the system can be upgraded easily and inexpensively

Sistemas multihaz Reconoció las Limitaciones y Desventajas $$ Caro - el costo del sistema completo … $70K USD to $400K USD. $15K monohaz hace el trabajo ... siempre lo ha hecho. Aplicaciones limitadas en poco profundas … < 5 metros. No siempre se necesita una cobertura del 100% ... las zonas de alta shoaling El tiempo de procesamiento en que se agregó. Las nuevas técnicas se están aplicando para reducir el tiempo de procesamiento de 10 a 40 veces! El aumento de los requisitos de calibración del sistema. Calidad de los datos en el exterior de las vigas deben ser continuamente evaluados.

Multihaz Basico Después de rango de inclinación se determina para cada viga en la matriz, las siguientes correcciones [y sensores] debe ser aplicada para determinar la profundidad adecuada orientación para cada punto en la parte inferior: Montaje de un Transductor de Orientación Sesgos [Parche de Prueba para Roll-Pitch-Yaw Compensaciones] Posicionamiento de la antena del transductor Compensaciones [medido] Posicionamiento y / o MRU Sistema Latencias [Parche de Prueba ] Heave [MRU y/o RTK] Velocidad del Sonido perfil [los datos de sondeos periódicos] Profundidad de Transductor o Índice [calibración de barras] Remainder of this Session will cover these corrections

Multihaz Basico Correcciones de Rango de Inclinacion (Continuación): Squat [squat calibration or RTK] Tide/etapa [gage or RTK] Ajustes de Referencia Vertical [los modelos de las mareas, las ondulaciones del geoide] Ajustes de Referencia Horizontal [transformaciones] Will cover some topics in more detail in later sections