Введение к работе
Актуальность работа. -Изучение И освоение Мирового океана с
целью.использования его ресурсов является одной 113 глобальных
проблем человечества. Создание технических сродств, способных
погружаться практически на любые глубины, и оснащение их
гидроакустическими навигационными системами ( ГАЛС ) вывезло ее на
качественно новый уровень. Появилась возмояпость аффективно
координировать и оценивать по ГАНС исследовательские и
народно-хозяйственные работы в водной толща. Качество,
себестоимость и результаты последам непосредственно связаны с точностью координирования по ГАНС.
Основы теории распространения гидроакустических сигналов фундаментально исследованы в работах Л.М. Бреховских, Ю.П. Лысанова, А.П. Сташкевича, Р.Дж. Урика и др. Разносторонние теоретические и праісгические вопросы применения ГАНС и обработки результатов их измерении рассмотрены И.Д. Агеевым,Б.А. Касаткиным, В.В. Кобэидзе, В.Н. Матвиенко, И.В. Постниковым, Г.Н. Серавиным, Ю.Ф. Тзрэсюком, П.Х. Милном и др. Методология проектирования, построения и использования морских геодезических сетей предложена
В работах А.И. ГалеШИНЭ, В.А. КпугИЯ, J.A. Cestona, О.Є. Hecfcman, D.M. Fubara, G.A. Maul, D.L. Mcl'itown И Др.
Требования к геодезическому обеспечению глубоководных работ достаточно высоки. В частное і и, абсолютные координаты донных геодезических пунктов должны определяться с точностью по хуже чем 10 м. Не ниш требования к точности определения координат при проведении глубоководных буровых и горнодобывающих работ, при прокладке кабелей и трубопроводов. Подчеркнем,, что "такие точности отражают не достигнутый уровень, а требования, которые должны быть достигнуты в хода создания технических средств и методов работы" (В.А. Коугия, А.И. Сорокин "Геодезические сети на море", 1979 г., с.12). Точность определения координат методом гидроакустической трилатерации непосредственно мписит от точности определения расстояний, которая является сложной, функцией различных факторов неоднородной морской среды. Как показано в диссертации, существующие метода 'учета сэойств среды не обеспечивают необходимую точность определения расстояния. Поэтому, рассматриваемая проблема явля-.тся одной ив важнейших задач гидроакустической трилзтерации, а тема днсиортации - актуальной. J)ybj4'ccerjTaip!ojmon_p_o6oi!.^ - птччг-і алиями фактор*;»
неоднородной морской среды на точность определения расстояний в гидроакустической трилатвращш. К числу рассматриваемых ьопросов отнесены :
-
Кривизна границ гидрологических слоев.
-
Скорость распространения гидроакустических сигналов.
-
Горизонтальные составляющие градиента скорости звука. Научная новизна работы :
і'. Впервые обоснована необходимость учага горизонтальной составляющей градиента скорости звука при проведении навигационно - геодезических работ с использованием ГАНС. Получены уравнения траектории гидроакустического луча в плоскости с учетом горизонтальной и вертикальной составляющих градиента скорости звука. Предложен алгоритм вычисления наклонных расстояний в среде с двумя составляющими градиента с: корости аьука.
2. Решена задача исключения из исходного профиля ВРСЗ
(вертикального распределения скорости звука) той его насти,
влиянием которой в рамках требования к -точности определения
расстояний можно пренебречь. Это позволяет оптимально назначать
число слоев водной толщи, используемых для вычисления наклонных
" расстояния .
-
Получены формулы дія вычисления наклонных расстояний в вертикально-неоднородной среде со сферическими границами между слоями. Решение соответствует условию постоянства вертикального градиента скорости звука в слое, что по строгости аналогично известным алгоритмам для модели е]хзды с плоскими границами между слоями.
-
Проанализированы существующие и предложен поисковые мэтод определения элементов лучевой траектории.
Практическая ценность работы состоит в том, что представлен единый ' .технологический цикл вычисления расстояний в гидроакустической тршштерадаи >
выбор модели Водной толщи ( плоские, сферические границы между слоями);
выбор способа пересчета иог.аренных временных интервалов в наклонные расстояния и на его основании определение элементов траектории гидроакустического луч ;
- вычисление наклонных гі;і -тошии я среде как с одной
(вертикальной), так и с двумя (партикзлыюн и горизонтальной)
состааадкчднми градиента скорости ьука.
Совокупность подученных результатов может быть положена d основу современной технологии обработки гидроакустических измерения нз ЭВМ при развитии донных геодезических сетей методом трилатераівда.
Методы исслодовзния. Теоретические разработки, результаты и выводы получены в рамках лучевой теории гидроакустики. Для выполнения экспериментальных исследования автором диссертации Составлены программы на алгоритмических языках Фоглран для ЭВМ типа ДВК и Си для ЭВМ типа івм, по которым для всех исследуемых вопросов выполнены расчеты по модальным и натурным данным. Достоверность полученных алгоритмов и выводов подтверждена примерами численного решения. Натурные исследования проводились во время рейса на НИС " Профессор Логачев " в 1991 г. при непосредственном участии автора.
Внедрение результатов работьі. Работа выполнялась в рамках темы N19 "Разработка программно - математического обеспечения интегрированного навигационно - гидрографического комплекса для геодезической привязки системы судно - подводное техническое средство на НПО проекта 12883 <1-я версия) 1ЭЭ0 г. 1Х_ТйЩ$ЗТ 22.02-019", входящей в отраслевую программу "Мировой океан" Управления ресурсов недр шельфа и Мирового океана Комитета РФ по геологии и охране недр . Государственный регистрационный номер темы 0І89Ш26Р82. Результаты исследований внедрены во время рейсов на НИС ПГО СЕВМ0РГЕОЛ0ГИЯ " Профессор Логачев" и "Академик А.Карпинский" и используются для обработки данных, полученных от ГАНС на судах объединения " Ссог.оргео ",
Апробация. Основные голодания, выводы и результаты диссертации докладывались на конференциях лрофессорско преподавательского состава ГНА им. адмирала CD.Макарова в 1993 г. и Государственного архитектурно-строительного ув-та в 1994 г.
Публикации, по теме диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и обіьем диссертзмта. Диссертация состоит , из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и прилодания. Основное содержание диссертации (вкличая 9 рисунков, 4 таблицу, списка литературы из 7в найменований) содержится йа 63 машинописных страницах.
На заіщпу выносятся :
і.Обоснование пообходимэсти учота горизонтальней составляющей градиента ckoj. асти звука при прошювии
навигацйонно-геодэзическш работ по ГЛИО в районах с устойчиво горизонтальной неоднородностью морской среда.
-
Алгоритм вычисления наклонных расстояний в среде с двум составляющими градиента скорости звука.
-
Алгоритм определения составляющих градиента скорости звук в слое.
, 4. Обоснование вьбора способа пересчета временных интервал в наклонные расстояния на вертикально - неоднородной модели сред
-
Алгоритм уменьшения числа горизонтов в исходном профили ВРСЗ.
-
Алгоритм вычисления наклонных расстояний на вертикаль» -неоднородной со сферическими границами модели среды.-
