RU106965U1 - TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS - Google Patents
TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS Download PDFInfo
- Publication number
- RU106965U1 RU106965U1 RU2011101171/28U RU2011101171U RU106965U1 RU 106965 U1 RU106965 U1 RU 106965U1 RU 2011101171/28 U RU2011101171/28 U RU 2011101171/28U RU 2011101171 U RU2011101171 U RU 2011101171U RU 106965 U1 RU106965 U1 RU 106965U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- module
- mtf
- cable
- equipment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
1. Технологический комплекс для морских глубоководных геологоразведочных работ, содержащий размещенную на судне-носителе бортовую часть (БЧ), соединенную кабель-тросом с буксируемой забортной частью комплекса (ЗЧК), причем БЧ связана с судовым спуско-подъемным устройством, судовой аппаратурой спутниковой радионавигационной системы (СРНС) и судовой аппаратурой гидроакустической навигационной системы (ГНС) и включает блок управления работой ЗЧК, блок сбора данных измерений и блок обработки и регистрации информации, отличающийся тем, что ЗЧК выполнена в виде многозвенной разветвленной модульной схемы и включает буксируемый судном-носителем на кабель-тросе модуль заглубителя (МЗ), а также соединенные с ним посредством кабель-тросов гидроакустический модуль (ГМ), снабженный блоком нейтральной плавучести, и фототелевизионный модуль (ФТМ), которые буксируются модулем заглубителя МЗ на разных удалениях от морского дна, определяемых соотношением ! h1>h2, ! где h1 - альтитуда буксировки ГМ над морским дном, h1=40÷50 м; ! h2 - альтитуда буксировки ФТМ, h2=3÷10 м, ! при этом модуль заглубителя МЗ выполнен с возможностью стыковки с ФТМ в единый модуль на этапе вывода (приема) ФТМ за (на) борт судна-носителя и содержит блок питания ЗЧК, подводную лебедку с блоком управления положением ФТМ относительно дна при выполнении съемки и стыковки МЗ с ФТМ, блок подводной электроники (контроллер) для предварительной обработки данных ФТМ, эхолот-альтиметр, датчик давления, снабженные светильниками цифровые телекамеры и блок интерфейсов для интегрирования информационных потоков ГМ и ФТМ с последующей передачей данных на БЧ по каналу связи, вы� 1. Technological complex for deep-sea offshore exploration, containing the onboard part (BCh) located on the carrier vessel, connected by a cable-cable to the towed outboard part of the complex (BCH), the BCh being connected to the ship launching and lifting device, and the ship’s equipment of the satellite radio navigation system (SRNS) and the ship equipment of the hydroacoustic navigation system (GNS) and includes a control unit for the operation of the emergency response unit, a unit for collecting measurement data, and a unit for processing and recording information, characterized in that ZCHK is made in the form of a multi-link branched modular scheme and includes a deepener module (MZ) towed by a carrier vessel on a cable cable, as well as a hydroacoustic module (GM) connected to it via cable cables, equipped with a neutral buoyancy unit, and a photo-television module (FTM) , which are towed by the module of the MZ deepener at different distances from the seabed, determined by the ratio! h1> h2,! where h1 is the altitude of towing the GM over the seabed, h1 = 40 ÷ 50 m; ! h2 - altitude of towing MTF, h2 = 3 ÷ 10 m,! at the same time, the MZ deepener module is configured to dock with the MTF into a single module at the stage of output (reception) of the MTF over (onto) the side of the carrier vessel and contains a power supply unit for the emergency response, an underwater winch with a control unit for the position of the MTF relative to the bottom when shooting and docking the MZ with MTF, an underwater electronics unit (controller) for preliminary processing of FTM data, an echo sounder-altimeter, a pressure sensor, digital television cameras equipped with luminaires and an interface unit for integrating GM and MTF information flows with subsequent transmission yes GOVERNMENTAL at CU via the communication channel, you
Description
Техническое решение относится к комбинированным средствам проведения геологоразведки в глубоководных (до 6000 м) акваториях Мирового океана, представляющим собой сочетание акустической разведки и разведки оптическими средствами.The technical solution relates to combined means of geological exploration in deep-sea (up to 6000 m) water areas of the World Ocean, which is a combination of acoustic reconnaissance and optical reconnaissance.
Традиционная технология глубоководной геологоразведки создавалась за рубежом [10] и в СССР [11] в основном в конце 1970-х - начале 1980-х годов. Средства глубоководной съемки представляли, как правило, буксируемые судами-носителями забортные модули, используемые автономно друг от друга. Так, в [11] дано описание раздельно используемых буксируемых гидроакустического и фототелевизионного модулей.The traditional technology of deep-water exploration was created abroad [10] and in the USSR [11] mainly in the late 1970s and early 1980s. Means of deep-sea surveying represented, as a rule, outboard modules towed by carrier vessels, used autonomously from each other. So, in [11] a description of separately used towed hydroacoustic and photo-television modules is given.
Однако имевшиеся на вооружении средства морской геологоразведки исчерпывают свои возможности, морально и технологически устаревают и не удовлетворяют повышенным требованиям, предъявляемым в настоящее время к качеству проведения глубоководной геологоразведочной съемки.However, the marine geological exploration equipment in service is exhausting its capabilities, morally and technologically obsolete and does not meet the high requirements currently set for the quality of deep-sea exploration surveys.
В последнее время запатентован ряд устройств (отдельных аппаратов и комплексов) морской геологоразведки: подводные телеуправляемые аппараты [8, 9], подводный фотосъемочный комплекс [7], буксируемое подводное устройство [6], комплекс [5] для выполнения подводно-технических работ, комплекс [4] для гидрографических и геофизических работ на акваториях, глубоководный фототелевизионный комплекс [3], технологический комплекс [2] для исследования шельфа, морской геоакустический комплекс [1].Recently, a number of devices (separate devices and complexes) for marine exploration have been patented: underwater remote-controlled devices [8, 9], underwater photography complex [7], towed underwater device [6], complex [5] for performing underwater technical works, complex [4] for hydrographic and geophysical work in water areas, a deep-sea photo-television complex [3], a technological complex [2] for shelf research, and a marine geo-acoustic complex [1].
Эти известные системы, предназначенные для морской геофизической [2, 4, 5], гидрографической [4, 6] или фототелевизионной [3, 7-9] съемки, традиционно содержат бортовой модуль, размещенный на судне, и забортный буксируемый аппаратный модуль, соединенный с бортовым модулем кабель-тросом. Структура таких устройств определяется спецификой морской съемки: геофизической, гидрографической или фототелевизионной, что приводит, в ряде случаев, к неприемлемо узкой специфике решаемых задач и не позволяет достигнуть высокой разрешающей способности при выполнении геологоразведочных работ и, как следствие, препятствует получению требуемой детальности, точности и достоверности съемки, особенно в глубоководных районах Мирового океана.These known systems, designed for marine geophysical [2, 4, 5], hydrographic [4, 6] or photographic television [3, 7-9] surveys, traditionally contain an onboard module located on the ship and an outboard towed hardware module connected to onboard module with cable. The structure of such devices is determined by the specifics of marine surveys: geophysical, hydrographic, or photo television, which leads, in some cases, to an unacceptably narrow specificity of the tasks being solved and does not allow to achieve high resolution when performing geological exploration and, as a result, prevents obtaining the required detail, accuracy and the reliability of the survey, especially in the deep sea areas of the oceans.
Так, глубоководный фототелевизионный комплекс [3] не позволяет проводить гидроакустические исследования дна океана, а технологический комплекс [2], напротив, предназначен только для геоакустических измерений, в то время, как для повышения качества съемки требуется одновременное совокупное использование акустического и фототелевизионного методов исследований при обеспечении технологической совместимости применяемого оборудования.So, the deep-sea photographic television complex [3] does not allow hydroacoustic research of the ocean floor, and the technological complex [2], on the contrary, is intended only for geoacoustic measurements, while the improvement of the quality of shooting requires the simultaneous combined use of acoustic and photographic television research methods for ensuring technological compatibility of the equipment used.
Известный комплекс [1], принятый за прототип, содержит размещенную на судне-носителе бортовую часть (БЧ), соединенную кабель-тросом с буксируемой забортной частью комплекса (ЗЧК), причем БЧ связана с судовым спуско-подъемным устройством, судовой аппаратурой спутниковой радионавигационной системы (СРНС) и судовой аппаратурой гидроакустической навигационной системы (ГНС) и включает блок управления работой ЗЧК, блок сбора данных измерений и блок обработки и регистрации информации.The well-known complex [1], adopted as a prototype, contains an onboard part (warhead) placed on a carrier vessel, connected by a cable with a towed outboard part of the complex (CChK), and the warhead connected to the ship's launch and lifting device, and the ship's radio-navigation satellite system equipment (SRNS) and the ship equipment of the hydroacoustic navigation system (GNS) and includes a control unit for the operation of the emergency response unit, a unit for collecting measurement data, and a unit for processing and recording information.
Однако забортная часть ЗЧК комплекса [1] включает лишь геоакустическую аппаратуру (гидролокаторы бокового обзора, акустический профилограф и эхолот) и не позволяет уточнять информацию с помощью фототелевизионной съемки. Комплекс [1] ограничивает потенциальные функциональные возможности глубоководной геологоразведки, которые могут быть получены только при комплексировании акустической и фототелевизионной технологий съемки, и тем самым препятствуют достижению возможной высокой производительности и эффективности морских геологоразведочных работ. При этом структуру комплекса [1] нельзя признать оптимальной, поскольку отсутствует резервирование и дублирование измерений, что снижает их точность, надежность и достоверность. Кроме того, разрешение и детальность съемки только гидроакустическими средствами может, в ряде случаев, оказаться недостаточной для адекватной интерпретации результатов измерений.However, the outboard part of the CCS complex [1] includes only geoacoustic equipment (side-scan sonars, acoustic profilograph and echo sounder) and does not allow to clarify information using photo-television imaging. The complex [1] limits the potential functionality of deep-sea exploration, which can be obtained only by combining acoustic and photographic television technology, and thereby impede the achievement of a possible high productivity and efficiency of offshore exploration. Moreover, the structure of the complex [1] cannot be considered optimal, since there is no redundancy and duplication of measurements, which reduces their accuracy, reliability and reliability. In addition, the resolution and detail of the survey only by hydroacoustic means may, in some cases, turn out to be insufficient for an adequate interpretation of the measurement results.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании такого технологического комплекса для морских геологоразведочных работ (специальное название: «Абиссаль-3»; от абиссаль - глубоководная 3000-6000 м зона дна Мирового океана, 3 - число забортных модулей), который позволил бы при сохранении достоинств известных устройств [1-3] реализовать более рациональную конструкцию и расширить функциональные возможности геологоразведки путем одновременного совокупного использования гидроакустических и фототелевизионных средств съемки.The essence of the proposed technical solution lies in the creation of such a technological complex for offshore exploration (special name: “Abyssal-3”; from the abyssal - deep-sea 3000-6000 m bottom zone of the World Ocean, 3 - the number of outboard modules), which would allow while maintaining the advantages known devices [1-3] to implement a more rational design and expand the functionality of geological exploration by the simultaneous combined use of sonar and photo-television means of shooting.
Основной технический результат комплекса «Абиссаль-3» - синтез оптимальной функциональной и конструктивной структуры носителей забортной буксируемой аппаратуры в виде многозвенной разветвленной модульной схемы посредством комплексирования и обеспечения технологической совместимости автоматизированных гидроакустических и фототелевизионных средств разведки, а также повышение детальности, точности, достоверности и надежности съемки и, как следствие, - повышение производительности, качества и эффективности работ при высоком уровне адекватности информации о геологическом строении морского дна. При этом обеспечивается рациональное дублирование и резервирование средств измерений, а также оперативность получения данных в формате in situ с синхронизацией в едином времени.The main technical result of the Abyssal-3 complex is the synthesis of the optimal functional and constructive structure of towed outboard carriers in the form of a multi-link branched modular scheme by combining and ensuring technological compatibility of automated sonar and photo-television reconnaissance equipment, as well as increasing the detail, accuracy, reliability and reliability of shooting and, as a result, an increase in productivity, quality and work efficiency at a high level the adequacy of information about the geological structure of the seabed. This ensures rational duplication and redundancy of measuring instruments, as well as the speed of obtaining data in situ with synchronization in a single time.
Технический результат достигается следующим образом. Технологический комплекс для морских глубоководных геологоразведочных работ содержит размещенную на судне-носителе бортовую часть (БЧ), соединенную кабель-тросом с буксируемой забортной частью комплекса (ЗЧК), причем БЧ связана с судовым спуско-подъемным устройством, судовой аппаратурой спутниковой радионавигационной системы (СРНС) и судовой аппаратурой гидроакустической навигационной системы (ГНС) и включает блок управления работой ЗЧК, блок сбора данных измерений и блок обработки и регистрации информации.The technical result is achieved as follows. The technological complex for offshore deep-sea exploration includes a side part (BCH) located on a carrier vessel, connected by a cable with a towed outboard part of the complex (BCC), and the BCh connected to a ship launching and lifting device, ship equipment of a satellite radio navigation system (SRNS) and ship equipment of hydroacoustic navigation system (GSS) and includes a control unit for the operation of the emergency response unit, a unit for collecting measurement data, and a unit for processing and recording information.
Отличительной особенностью комплекса «Абиссаль-3» является то, что ЗЧК выполнена в виде многозвенной разветвленной модульной схемы и включает буксируемый судном-носителем на кабель-тросе модуль заглубителя (МЗ), а также соединенные с ним посредством кабель-тросов гидроакустический модуль (ГМ), снабженный блоком нейтральной плавучести, и фототелевизионный модуль (ФТМ), которые буксируются модулем заглубителя МЗ на разных удалениях от морского дна, определяемых соотношениемA distinctive feature of the Abyssal-3 complex is that the SZK is made in the form of a multi-link branched modular scheme and includes a depth module (MZ) towed by a carrier vessel on a cable cable, as well as a hydroacoustic module (GM) connected to it via cable cables equipped with a neutral buoyancy unit, and a photographic television module (MTF), which are towed by the MZ deepener module at different distances from the seabed, determined by the ratio
где h1 - альтитуда буксировки ГМ над морским дном, h1=40÷50 м;where h 1 is the altitude of towing the GM over the seabed, h 1 = 40 ÷ 50 m;
h2 - альтитуда буксировки ФТМ, h2=3÷10 м,h 2 - altitude towing MTF, h 2 = 3 ÷ 10 m,
при этом модуль заглубителя МЗ выполнен с возможностью стыковки с ФТМ в единый модуль на этапе вывода (приема) ФТМ за (на) борт судна-носителя и содержит блок питания ЗЧК, подводную лебедку с блоком управления положением ФТМ относительно дна при выполнении съемки и стыковки МЗ с ФТМ, блок подводной электроники (контроллер) для предварительной обработки данных ФТМ, эхолот-альтиметр, датчик давления, снабженные светильниками цифровые телекамеры и блок интерфейсов для интегрирования информационных потоков ГМ и ФТМ с последующей передачей данных на БЧ по каналу связи, выполненному в виде оптоволоконного грузонесущего кабель-троса.at the same time, the MZ deepener module is configured to dock with the MTF into a single module at the stage of output (reception) of the MTF over (onto) the side of the carrier vessel and contains a power supply unit for the emergency response, an underwater winch with a control unit for the position of the MTF relative to the bottom when shooting and docking the MZ with MTF, an underwater electronics unit (controller) for preliminary processing of FTM data, an echo sounder-altimeter, a pressure sensor, digital television cameras equipped with luminaires and an interface unit for integrating GM and MTF information flows with subsequent transmission yes GOVERNMENTAL at CU via the communication channel, designed as a load-bearing fiber cable rope.
МЗ может быть дополнительно оснащен гидроакустической аппаратурой в составе гидролокаторов бокового обзора высокой и низкой частоты, акустического профилографа и маяком-ответчиком ГНС.The MOH can be additionally equipped with sonar equipment as part of high and low frequency side-scan sonars, an acoustic profilograph and a GNS beacon transponder.
Технологический комплекс отличается также тем, что гидроакустический модуль ГМ, снабженный блоком нейтральной плавучести, включает гидролокатор бокового обзора (ГБО) дальнего действия (ГБОН), ГБО высокого разрешения (ГБОВ), акустический профилограф (АП), эхолот (ЭЛ), маяк-ответчик (МО) ГНС, синтезатор зондирующих сигналов (СЗС), интерфейс сигналов управления, датчики пространственного положения ГМ, блок цифровых датчиков, блок датчика давления и аналоговых датчиков, а также кабельный интерфейс, цифровой приемопередатчик, одноплатную ЭВМ и блок питания, связанные посредством системной шины данных и управления, причем выходы синтезатора СЗС подключены к первым входам блоков ГБОН, ГБОВ, АП, ЭЛ и МО, входы-выходы интерфейса сигналов управления подключены ко вторым входам блоков ГБОН, ГБОВ, АП, ЭЛ и МО, выходы которых подключены к входам кабельного интерфейса, цифровой приемопередатчик связан входом-выходом с кабельным интерфейсом, подключенным посредством кабель-троса к модулю МЗ.The technological complex is also characterized in that the GM hydroacoustic module equipped with a neutral buoyancy unit includes a long-range side-scan sonar (HBO), high-resolution HBO (GBOV), an acoustic profilograph (AP), an echo sounder (EL), a transponder beacon (MO) GNS, sounding signal synthesizer (SES), control signal interface, GM spatial position sensors, digital sensor block, pressure sensor and analog sensor block, as well as cable interface, digital transceiver, single-board computer and power supply coupled via a data and control system bus, and the outputs of the SES synthesizer are connected to the first inputs of the GBON, GBOV, AP, EL, and MO blocks, the inputs and outputs of the control signal interface are connected to the second inputs of the GBON, GBOV, AP, EL, and MO blocks the outputs of which are connected to the inputs of the cable interface, the digital transceiver is connected by an input-output with a cable interface connected via a cable to the MZ module.
При этом ГБОН выполнен в виде гидролокатора бокового обзора дальнего действия с низкой рабочей частотой 30÷34 кГц и шириной полосы обзора на каждый борт судна-носителя до 1700 м, ГБОВ выполнен в виде гидролокатора высокого разрешения с высокой рабочей частотой 100 кГц и шириной полосы обзора на каждый борт судна-носителя до 400 м, а профилограф АП выполнен с размером элемента разрешения 0,1 м в диапазоне излучаемых частот от 2 до 8 кГц.At the same time, GBON is made in the form of a long-range side-scan sonar with a low operating frequency of 30 ÷ 34 kHz and a viewing bandwidth on each side of the carrier vessel up to 1700 m, GBOV is made in the form of a high-resolution sonar with a high working frequency of 100 kHz and a viewing bandwidth on each side of the carrier vessel up to 400 m, and the AP profilograph is made with a resolution element size of 0.1 m in the range of emitted frequencies from 2 to 8 kHz.
Блок нейтральной плавучести, выполненный из секций сферопластика с плотностью 650 кг/м3, размещен в верхней части гидроакустического модуля ГМ.A neutral buoyancy unit made of spheroplastic sections with a density of 650 kg / m 3 is located in the upper part of the GM hydroacoustic module.
Кроме того, отличием комплекса является то, что фототелевизионный модуль ФТМ содержит подключенные к блоку электроники телекамеру, цифровую фотокамеру, снабженный модемом связи блок телеметрии и блок светильников, который включает, по крайней мере, два светильника заливающего света и импульсный светильник, а также связанные входами-выходами с блоком электроники блок стабилизации альтитуды ФТМ над морским дном, блок лазерных масштабирующих элементов и подключенные к блоку электроники эхолот-альтиметр, датчик крена-дифферента и гидроакустический приемник для определения местоположения ФТМ относительно судна-носителя, причем вход-выход блока телеметрии кабель-тросом подключен к модулю МЗ.In addition, the complex differs in that the FTM photo-television module contains a television camera connected to an electronics unit, a digital camera, a telemetry unit equipped with a communication modem, and a lamp unit, which includes at least two floodlights and a flash lamp, as well as inputs - with outputs from the electronics block, the FTM altitude stabilization block above the seabed, the block of laser scaling elements and the echo sounder-altimeter connected to the electronics block, the roll-trim sensor and the hydroac an acoustic receiver for determining the location of the MTF relative to the carrier vessel, the input / output of the telemetry unit being connected by a cable-cable to the MOH module.
При этом блок стабилизации альтитуды ФТМ над морским дном оснащен подруливающим устройством типа «гребной винт в насадке» с возможностью регулирования альтитуды ФТМ за счет тяги движителя подруливающего устройства от 2 м на погружение до 5 м на всплытие.At the same time, the FTM altitude stabilization unit above the seafloor is equipped with a “propeller in the nozzle” type thruster with the ability to control the MTF altitude due to the thrust of the thruster propeller from 2 m to dive to 5 m for ascent.
Блок лазерных масштабирующих элементов включает три лазера для формирования трех параллельных лазерных лучей с заданными расстояниями между ними с последующим определением размеров подводного объекта по его фотоизображению и точкам падения лазерных лучей на этот подводный объект.The block of laser scaling elements includes three lasers for the formation of three parallel laser beams with predetermined distances between them, followed by determining the size of the underwater object from its photo image and the points of incidence of laser beams on this underwater object.
Конструктивно модули МЗ, ГМ и ФТМ размещены в сварных пространственных стержневых конструкциях (рамах), которые выполнены из труб круглого сечения и снабжены кронштейнами и ложементами, выполненными из листовой стали, на которых посредством ленточных хомутов или резьбовых соединений закреплено оборудование и герметичные боксы с аппаратурой.Structurally, the modules МЗ, ГМ and ФТМ are placed in welded spatial bar structures (frames), which are made of round pipes and are equipped with brackets and tool holders made of sheet steel, on which equipment and pressurized boxes are fixed using tape clamps or threaded joints.
Отличием комплекса также является то, что блок управления работой ЗЧК, блок сбора данных измерений и блок обработки и регистрации информации, включенные в бортовую часть БЧ комплекса, выполнены на базе подключенных к мониторам персональных компьютеров с соответствующим программным обеспечением и с возможностью функционирования в формате in situ с синхронизацией измерений и данных МЗ, ГМ и ФТМ в едином времени по сигналам СРНС.The complex is also distinguished by the fact that the control unit for the operation of the CCC, the unit for collecting measurement data and the processing and recording unit for information included in the on-board part of the BCH complex are made on the basis of personal computers connected to the monitors with the appropriate software and with the possibility of functioning in the in situ format with synchronization of measurements and data of MOH, GM and MTF in a single time using SRNS signals.
В комплексе в качестве аппаратуры СРНС использована аппаратура СРНС «НАВСТАР» и/или «ГЛОНАСС», либо их дифференциальный вариант, а в качестве аппаратуры ГНС-аппаратура гидроакустической навигации с короткой или ультракороткой базой.In the complex, as the SRNS equipment, the NAVSTAR and / or GLONASS SRNS equipment, or their differential version, or the GNS equipment, hydroacoustic navigation equipment with a short or ultrashort base, were used.
На фиг.1 представлена общая конструктивная схема технологического комплекса «Абиссаль-3» для морских глубоководных геологоразведочных работ с иллюстрацией конструкции модулей МЗ, ГМ и ФТМ, на фиг.2-4 приведены структурные схемы аппаратуры модулей МЗ, ГМ и ФТМ соответственно.Figure 1 presents the general structural diagram of the technological complex "Abyssal-3" for deep sea exploration with an illustration of the design of modules MZ, GM and MTF, figure 2-4 shows structural diagrams of the equipment modules MZ, GM and MTF, respectively.
На чертежах приняты следующие обозначения:In the drawings, the following notation:
1 - судно-носитель;1 - carrier ship;
2 - бортовая часть (БЧ) комплекса;2 - side part (warhead) of the complex;
3 - кабель-трос;3 - cable cable;
4 - судовое спуско-подъемное устройство;4 - ship tripping device;
5 - судовая аппаратура СРНС;5 - ship equipment SRNS;
6 - судовая аппаратура ГНС;6 - ship equipment GNS;
7 - модуль заглубителя (МЗ);7 - depth module (MZ);
8 - гидроакустический модуль (ГМ);8 - hydroacoustic module (GM);
9 - фототелевизионный модуль (ФТМ);9 - photo television module (MTF);
10 - блок питания ЗЧК;10 - power supply spare part;
11 - подводная лебедка МЗ;11 - underwater winch MZ;
12 - блок управления положением ФТМ относительно дна;12 - control unit position MTF relative to the bottom;
13 - блок электроники МЗ;13 - MZ electronics block;
14 - эхолот-альтиметр;14 - sonar altimeter;
15 - датчик давления;15 - pressure sensor;
16 - светильник;16 - lamp;
17 - цифровые телекамеры;17 - digital television cameras;
18 - блок интерфейсов;18 is a block of interfaces;
19 - ГБО высокой частоты;19 - HBO high frequency;
20 - ГБО низкой частоты;20 - HBO low frequency;
21 - акустический профилограф;21 - acoustic profiler;
22 - маяк-ответчик ГНС;22 - beacon-responder GNS;
23 - ГБОН модуля ГМ;23 - GBON module GM;
24 - ГБОВ модуля ГМ;24 - GB of the GM module;
25 - профилограф АП модуля ГМ;25 - profiler AP module GM;
26 - эхолот модуля ГМ;26 - echo sounder module GM;
27 - маяк-ответчик ГНС модуля ГМ;27 - beacon-transponder GNS module GM;
28 - синтезатор зондирующих сигналов (СЗС);28 - a synthesizer of sounding signals (SZS);
29 - интерфейс сигналов управления;29 - interface control signals;
30 - датчики пространственного положения модуля ГМ;30 - sensors spatial position of the module GM;
31 - блок цифровых датчиков;31 - block digital sensors;
32 - блок датчика давления и аналоговых датчиков;32 - block pressure sensor and analog sensors;
33 - интерфейс аналоговых датчиков;33 - interface of analog sensors;
34 - кабельный интерфейс;34 - cable interface;
35 - цифровой приемопередатчик;35 - digital transceiver;
36 - одноплатная ЭВМ;36 - single board computer;
37 - блок питания;37 - power supply;
38 - блок электроники модуля ФТМ;38 — electronics module of the MTF module;
39 - телекамера;39 - television camera;
40 - цифровая фотокамера;40 - digital camera;
41 - блок светильников;41 - block fixtures;
42 - эхолот-альтиметр;42 - sonar altimeter;
43 - датчик крена-дифферента;43 - sensor roll-trim;
44 - гидроакустический приемник;44 - sonar receiver;
45 - блок стабилизации альтитуды ФТМ;45 - block stabilization altitude FTM;
46 - подруливающее устройство;46 - thruster;
47 - блок лазерных масштабирующих элементов;47 - block laser scaling elements;
48 - лазеры блока 47;48 - block 47 lasers;
49 - блок телеметрии, снабженный модемом связи.49 - telemetry unit equipped with a communication modem.
Работа комплекса заключается в следующем.The work of the complex is as follows.
В районе съемки с судна-носителя 1 посредством спуско-подъемного устройства 4 и кабель-троса 3, при управлении с БЧ 2 и координировании по аппаратуре СРНС 5 и ГНС 6 производится развертывание (заглубление) многозвенной разветвленной модульной схемы комплекса, включающей три забортных модуля (три звена) МЗ 7, ГМ 8 и ФТМ 9 (фиг.1), которые в процессе съемки буксируются на кабель-тросе 3. При этом до спуска на заданную глубину модулей МЗ 7 и ГМ 8 модули МЗ 7 и ФТМ 9 состыкованы в единый модуль. При достижении заданной глубины модулем МЗ 7 модуль ГМ 8 при помощи блока нейтральной плавучести размещается в положение с альтитудой h1, а посредством подводной лебедки 11, управляемой блоком 12 модуля МЗ 7 (фиг.2) модуль ФТМ 9 опускается ближе к морскому дну до альтитуды h2 в соответствии с соотношением (1). Таким образом, в комплексе «Абиссаль-3» модули ГМ 8 и ФТМ 9 размещаются на различных глубинах, которые являются адекватными для оптимальной и качественной работы гидроакустической и фототелевизионной аппаратуры. Эхолот-альтиметр 14 и датчик давления 15 осуществляют контроль глубины погружения модулей, а цифровые телекамеры 17 со светильниками служат для наблюдения за работой подводной лебедки 11 при спуске (подъеме) модуля ФТМ 9 и его стыковкой с модулем МЗ 7.In the survey area from the carrier vessel 1 by means of a launching device 4 and a cable-rope 3, when controlled from a warhead 2 and coordinated by the SRNS 5 and GNS 6 equipment, a multi-link branched branched module complex is deployed (deepened), including three outboard modules ( three links) МЗ 7, ГМ 8 and ФТМ 9 (Fig. 1), which are towed during the shooting on the cable-cable 3. Moreover, before the descent to the given depth of the modules МЗ 7 and ГМ 8, the modules МЗ 7 and ФТМ 9 are docked into a single module. When the specified depth is reached by the MZ 7 module, the GM 8 module with the neutral buoyancy unit is placed in position with altitude h 1 , and by means of an underwater winch 11 controlled by block 12 of the MZ 7 module (Fig. 2), the MTF module 9 is lowered closer to the seabed to the altitude h 2 in accordance with the relation (1). Thus, in the Abyssal-3 complex, the GM 8 and MTF 9 modules are located at various depths that are adequate for optimal and high-quality operation of sonar and photo-television equipment. The sounder-altimeter 14 and the pressure sensor 15 monitor the depth of immersion of the modules, and digital cameras 17 with lights serve to monitor the operation of the underwater winch 11 during the descent (ascent) of the FTM 9 module and its docking with the MZ 7 module.
Геологическая съемка производится при скорости бксировки ЗЧК со скоростью от 1,5 до 2,5 узлов на глубинах 3000÷6000 м и волнении моря до 4 баллов. При этом данные с измерительных блоков модулей ГМ 8 и ФТМ 9 поступают по кабель-тросам (поводкам) в блок электроники (контроллер) 13 модуля МЗ 7 и после предварительной обработки через блок интерфейсов 18, где производится интегрирование информационных потоков ГМ 8 и ФТМ 9, данные передаются в БЧ 2 по каналу связи, выполненному в виде оптоволоконного грузонесущего кабель-троса 3.Geological surveying is carried out at the speed of blocking of the air defense system at a speed of 1.5 to 2.5 knots at depths of 3000 ÷ 6000 m and sea waves up to 4 points. In this case, the data from the measuring units of the modules GM 8 and MTF 9 are received via cable cables (leads) to the electronics unit (controller) 13 of the module МЗ 7 and after preliminary processing through the block of interfaces 18, where the information flows GM 8 and MTF 9 are integrated, data is transmitted to the warhead 2 through a communication channel made in the form of a fiber-optic load-bearing cable cable 3.
Работа аппаратуры модуля ГМ 8 в основном аналогична работе забортного аппаратного модуля комплекса [1] и заключается в следующем. Сигналы с выходов ГБОН 23, ГБОВ 24, АП 25, ЭЛ 26 и МО 27 в соответствии с сигналами СЗС 28 и сигналами управления с интерфейса 29 поступают на кабельный интерфейс 34, работой которого управляет одноплатная ЭВМ 36. Сигналы с цифровых датчиков 30 и 31 и аналоговых датчиков 32 через интерфейс 33 также поступают на выход модуля ГМ 8. Излучение ГБОН 23, ГБОВ 24, АП 25, ЭЛ 26 и МО 27 формируется цифровым приемопередатчиком 35. Питание блоков модуля ГМ 8 обеспечивает блок 37 питания. При этом блоки 31 и 32 цифровых и аналоговых датчиков в частных случаях выполнения могут включать датчики углов ориентации модуля ГМ 8, датчики качки, датчик скорости звука, а также измеритель глубины «эхолот вверх», сигналы с выходов которых также поступают на вход модуля МЗ 7 (контроллера 13) и, далее, в БЧ 2.The operation of the equipment of the GM 8 module is basically similar to the operation of the outboard hardware module of the complex [1] and is as follows. The signals from the outputs GBON 23, GBOV 24, AP 25, EL 26 and MO 27 in accordance with the signals SZS 28 and control signals from the interface 29 are fed to the cable interface 34, which is controlled by a single-board computer 36. The signals from the digital sensors 30 and 31 and analog sensors 32 through the interface 33 also go to the output of the module GM 8. The radiation GBON 23, GBOV 24, AP 25, EL 26 and MO 27 is formed by a digital transceiver 35. The power supply units of the module GM 8 provides the power supply unit 37. In this case, the blocks 31 and 32 of digital and analog sensors in particular cases of execution may include angle sensors for the orientation of the GM 8 module, pitch sensors, a sound velocity sensor, and a depth sounder up, the signals from the outputs of which also go to the input of the MZ 7 module (controller 13) and, further, in warhead 2.
Резервирование (и дублирование) измерений гидроакустических параметров может обеспечить дополнительное оснащение модуля МЗ 7 гидроакустической аппаратурой в составе ГБОВ 19, ГБОН 20 и АП 21 при координировании модуля МЗ 7 посредством маяка-ответчика 22 ГНС.Redundancy (and duplication) of measurements of hydroacoustic parameters can provide additional equipment for the MZ 7 module with hydroacoustic equipment consisting of GBOV 19, GBON 20 and AP 21 when coordinating the MZ 7 module through the transponder beacon 22 of the STS.
При этом ГБОН 23 и ГБОН 20 выполнены в виде гидролокаторов бокового обзора дальнего действия с низкой рабочей частотой 30÷34 кГц и шириной полосы обзора на каждый борт судна-носителя 1 до 1700 м. ГБОВ 24 и ГБОВ 19 выполнены в виде гидролокаторов высокого разрешения с высокой рабочей частотой 100 кГц и шириной полосы обзора на каждый борт судна-носителя 1 до 400 м. АП 21 и АП 25 выполнены с размером элемента разрешения 0,1 м в диапазоне излучаемых частот от 2 до 8 кГц и с глубиной пенетрации мягких осадков до 100 м.At the same time, GBON 23 and GBON 20 are made in the form of long-range side-scan sonars with a low operating frequency of 30 ÷ 34 kHz and a viewing bandwidth on each side of the carrier vessel 1 to 1700 m. GBOV 24 and GBOV 19 are made in the form of high-resolution sonars with high operating frequency of 100 kHz and a viewing bandwidth on each side of the carrier vessel of 1 to 400 m. AP 21 and AP 25 are made with a resolution element size of 0.1 m in the range of emitted frequencies from 2 to 8 kHz and with a penetration depth of soft sediments up to 100 m
Работа аппаратуры модуля ФТМ 9 (фиг.4) в основном аналогична работе забортного аппаратного модуля глубоководного фототелевизионного комплекса [3]. Подаваемое с модуля МЗ 7 напряжение питания преобразуется встроенными в блок 49 телеметрии и блок 38 электроники сетевыми адаптерами в ряд напряжений, необходимых для работы блоков 38 и 49. После подачи напряжения и включения модема блока 49 телеметрии устанавливается связь между БЧ 2, МЗ 7 и модулем ФТМ 9, и комплекс готов к работе. При включенной телекамере 39 композитный видеосигнал телекамеры 39 поступает на блок 49 телеметрии, где производится его оцифровка и преобразование в цифровой стандарт JPEG. В блок 49 поступает информация из блока 38 электроники и от цифровой фотокамеры 40. В блоке 49, который обеспечивает обмен информацией между БЧ 2 (МЗ 7) и модулем ФТМ 9, все цифровые потоки объединяются в единый поток, который через встроенный в блок 49 модем подается по кабель-тросу (поводку) в модуль МЗ 7 и, далее, в БЧ 2. Одновременно сигналы управления с БЧ 2 через модемы связи передаются на подводный модуль ФТМ 9 и через блок 38 электроники распределяются на соответствующие блоки 41-44 модуля ФТМ 9. Блок 38 электроники выполнен в виде спецвычислителя и обеспечивает сбор информации от альтиметра 42, датчика 43 крена-дифферента и гидроакустического приемника 44, а также выдачу команд управления на блок 41 светильников. Работа альтиметра 42, датчика 43 крена-дифферента и гидроакустического приемника описана в [3, 10, 11]. Блок 45 стабилизации альтитуды ФТМ 9 над морским дном оснащен подруливающим устройством 46 типа «гребной винт в насадке», что обеспечивает регулирование альтитуды ФТМ 9 за счет тяги движителя подруливающего устройства 46 от 2 м на погружение до 5 м на всплытие. Блок 47 лазерных масштабирующих элементов, включающий три лазера 47, формирует три параллельных лазерных луча с заданными расстояниями между ними для последующего определения в БЧ 2 размеров подводного объекта по его фотоизображению (полученному цифровой фотокамерой 40) и точками падения лазерных лучей на этот подводный объект.The operation of the equipment module FTM 9 (figure 4) is basically similar to the operation of the outboard hardware module of the deep-sea photo-television complex [3]. The supply voltage supplied from the module МЗ 7 is converted by the network adapters built into the telemetry unit 49 and the electronics unit 38 into a series of voltages necessary for the operation of the units 38 and 49. After applying the voltage and turning on the modem of the telemetry unit 49, a connection is established between БЧ 2, МЗ 7 and the module MTF 9, and the complex is ready to go. When the camera 39 is turned on, the composite video signal of the camera 39 is supplied to the telemetry unit 49, where it is digitized and converted to the digital standard JPEG. Block 49 receives information from the block 38 of the electronics and from the digital camera 40. In block 49, which provides the exchange of information between the warhead 2 (MZ 7) and the MTF module 9, all digital streams are combined into a single stream, which is transmitted via the modem built into block 49 fed through a cable (lead) to the MOH module 7 and then to the warhead 2. At the same time, control signals from the warhead 2 are transmitted via communication modems to the underwater module FTM 9 and distributed through the electronics unit 38 to the corresponding blocks 41-44 of the MTF module 9 . Block 38 electronics is made in the form of a special calculator and about effectiveness to collect information from the altimeter 42, the sensor 43 and the roll-trim sonar receiver 44, as well as issuing control commands to the unit 41 fixtures. The operation of the altimeter 42, the roll sensor 43 and the sonar receiver are described in [3, 10, 11]. Block 45 stabilizing altitude FTM 9 above the seafloor is equipped with a thrust device type 46 "propeller in the nozzle", which provides regulation of altitude FTM 9 due to the thrust of the thruster thruster 46 from 2 m for immersion up to 5 m for ascent. Block 47 of laser scaling elements, including three lasers 47, generates three parallel laser beams with predetermined distances between them for subsequent determination in BS 2 of the dimensions of an underwater object from its photo image (obtained by digital camera 40) and the points of incidence of laser beams on this underwater object.
Конструктивно модули МЗ 7, ГМ 8 и ФТМ 9 размещены (см. фиг.1) в сварных пространственных стержневых конструкциях (рамах), которые выполнены из труб круглого сечения и снабжены кронштейнами и ложементами, выполненными из листовой стали, на которых посредством ленточных хомутов или резьбовых соединений закреплено оборудование и герметичные боксы с аппаратурой.Structurally, the modules МЗ 7, ГМ 8 and ФТМ 9 are placed (see Fig. 1) in welded spatial bar structures (frames), which are made of pipes of circular cross section and are equipped with brackets and tool holders made of sheet steel, on which by means of tape clamps or threaded connections fixed equipment and sealed boxes with equipment.
В технологическом комплексе «Абиссаль-3» в качестве судовой аппаратуры 5 СРНС использована аппаратура СРНС «НАВСТАР» и/или «ГЛОНАСС», либо их дифференциальный вариант, а в качестве аппаратуры 6 ГНС - аппаратура гидроакустической навигации с короткой или ультракороткой базой, работа которых известна и подробно описана, например, в [10].In the Abyssal-3 technological complex, the navigational equipment NAVSTAR and / or GLONASS, or their differential version, was used as the ship equipment 5 of the SRNS, or their differential version, and as the equipment 6 of the GNS, the equipment for hydroacoustic navigation with a short or ultrashort base, the operation of which known and described in detail, for example, in [10].
Работа БЧ 2 подробно описана в [1] (в части гидроакустических измерений) и в [3] (в части фототелевизионной съемки). БЧ 2 осуществляет сбор, регистрацию и архивацию геоакустической и фототелевизионной информации, выбор режимов работы комплекса и управление работой аппаратуры забортной части комплекса ЗЧК. Выполненные на базе подключенных к мониторам персональных компьютеров блок сбора измерений и блок обработки и регистрации информации посредством соответствующего программного обеспечения реализуют функционирование комплекса в формате in situ с синхронизацией измерений и данных МЗ 7, ГМ 8 и ФТМ 9 в едином времени.The operation of warhead 2 is described in detail in [1] (in terms of hydroacoustic measurements) and in [3] (in terms of photo and television photography). BS 2 collects, records and archives geo-acoustic and photo-television information, selects the operating modes of the complex and controls the operation of the equipment of the outboard part of the CCS complex. Based on the personal computers connected to the monitors, the measurement collection unit and the information processing and recording unit, using the appropriate software, implement the complex in situ format with synchronization of measurements and data of MOH 7, GM 8 and MTF 9 in a single time.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
I. Прототип и аналоги:I. Prototype and analogues:
1. RU 38233 U1, 27.05.2004 (прототип).1. RU 38233 U1, 05.27.2004 (prototype).
2. RU 16406 U1, 27.12.2000 (аналог).2. RU 16406 U1, 12/27/2000 (analogue).
3. RU 64587 U1, 10.07.2007 (аналог).3. RU 64587 U1, July 10, 2007 (analogue).
II. Дополнительные источники по уровню техники:II. Additional sources of prior art:
4. RU 28257 U1, 10.03.2003.4. RU 28257 U1, 03/10/2003.
5. RU 2220880 С2, 10.01.2004.5. RU 2220880 C2, 01/10/2004.
6. RU 2148003 С1, 27.04.2000.6. RU 2148003 C1, 04/27/2000.
7. RU 47975 S, 16.10.2000.7. RU 47975 S, 10.16.2000.
8. RU 43439 S, 16.05.1997.8. RU 43439 S, 05.16.1997.
9. RU 41218 S, 27.09.1994.9. RU 41218 S, 09/27/1994.
10. Милн П. Подводные инженерные исследования: Пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1984. - 344 с. (с.240-266).10. Milne P. Underwater Engineering Research: Per. from English - L .: Shipbuilding, 1984. - 344 p. (p. 240-266).
11. Глумов И.Ф. Автоматизированные геофизические комплексы для изучения геологии и минеральных ресурсов Мирового океана. - М.: Недра, 1986. - 344 с. (с.329-335).11. Glumov I.F. Automated geophysical complexes for studying the geology and mineral resources of the oceans. - M .: Nedra, 1986.- 344 p. (p. 329-335).
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101171/28U RU106965U1 (en) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101171/28U RU106965U1 (en) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU106965U1 true RU106965U1 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011101171/28U RU106965U1 (en) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU106965U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679922C1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" | Towed device for mapping seabed objects and their visual verification |
| RU2694172C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" | Optical unit of a towed device for mapping objects of the sea bottom and their visual verification |
-
2011
- 2011-01-13 RU RU2011101171/28U patent/RU106965U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679922C1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" | Towed device for mapping seabed objects and their visual verification |
| RU2694172C1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр морских исследований МГУ имени М.В. Ломоносова" | Optical unit of a towed device for mapping objects of the sea bottom and their visual verification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100478811B1 (en) | Autonomous underwater vehicle and operational method | |
| KR100938479B1 (en) | Deep-sea Unmanned Underwater Vehicles System | |
| CN106814408A (en) | The integrated detection device of historical relic under water based on ROV platforms | |
| RU2009122380A (en) | SEISMOCOSA TRACKING THE SEA BOTTOM | |
| CN105547261A (en) | Remote island underwater topography and landform reconnaissance system and method | |
| EP4309994A1 (en) | System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor | |
| EP2743736A1 (en) | Tail device connectable to a tail of a towed acoustic linear antenna cooperating with a set of at least one depth control means. | |
| RU106965U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX "ABISSAL-3" FOR MARINE DEEP-WATER GEOLOGICAL EXPLORATION WORKS | |
| CN108519621B (en) | Submarine seismic detection flight node arrangement method | |
| Harris et al. | ARGO: Capabilities for deep ocean exploration | |
| RU2679922C1 (en) | Towed device for mapping seabed objects and their visual verification | |
| Nakatani et al. | Dives of cruising-AUV “JINBEI” to methane hydrate area on Joetsu knoll and Umitaka Spur | |
| CN114370868B (en) | Unmanned ship formation deep towing operation system and method | |
| Watanabe et al. | Development of a floating LBL system and a lightweight ROV for sky to water system | |
| Humphris | Vehicles for deep sea exploration | |
| JP2003019999A (en) | Sea bottom stratum exploration system | |
| WO2022196812A1 (en) | System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor | |
| Leon et al. | SYSIF a new seismic tool for near bottom very high resolution profiling in deep water | |
| Warren et al. | Deepwater archaeology with autonomous underwater vehicle technology | |
| Gràcia et al. | ImagiNg large SeismogenIc and tsunamiGenic structures of the Gulf of Cadiz with ultra-High resolution Technologies (INSIGHT-Leg1): Cruise Report INSIGHT-Leg 1 | |
| Woolsey et al. | Expanding the capabilities of the NIUST AUVs | |
| CN218383346U (en) | ROV-based deep sea cobalt-rich crust and manganese nodule resource in-situ detection device | |
| RU2444827C1 (en) | Method to install marine underwater cables | |
| KR102051731B1 (en) | Structural installation monitoring system and its method for deep sea URF operation | |
| CN207473088U (en) | A kind of device for being detected in muddy water to submerged structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140114 |