Исследование рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями Мирового океана и разработка методики их обнаружения гидролокатором бокового обзора дальнего действия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат технических наук Фоменко, Владимир Александрович

• Фоменко, Владимир Александрович
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фоменко, Владимир Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР МЕТОДОВ И ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ АППАРАТУРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА.

1.1. Используемые методы и применение гидроакустической аппаратуры для исследования дна Мирового океана. ^

1.2. Современное состояние вопроса.

1.3. Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ СТРУКТУРАМИ ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

2.1. Общие сведения о рассеянии звука дном в глубоководной части Мирового океана.

2.2. Рассеяние звука генеральными формами рельефа и геологическими структурами.

2.2.1. Рассеяние звука абиссальными равнинами дна океана.

2.2.2. Рассеяние и отражение звука подводными горными массивами и выходами коренных пород.

2.2.3. Общие сведения о кобальтомарганцевых корках и глубоководных полиметаллических сульфидах.

2.2.4. Исследование рассеяния звука скоплениями кобальтомарганцевых корок и глубоководных полиметаллических сульфидов.

2.2.5. Общие сведения о железомарганцевых конкрециях.

2.2.6. Рассеяние звука скоплениями железомарганцевых конкреций.

2.3. Теоретические и экспериментальные исследования рассеяния звука железомарганцевыми конкрециями.

2.3.1. Экспериментальные исследования характеристик рассеяния звука одиночными железомарганцевыми конкрециями.

2.3.2. Экспериментальные исследования характеристик рассеяния звука моделями скоплений железомарганцевых конкреций.

2.4. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ДАЛЬНЕЙ ГИДРОЛОКАЦИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА НА СИГНАЛАХ С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ.

3.1. Теоретические предпосылки к разработке аппаратуры гидролокатора бокового обзора дальнего действия.

3.2. Методика расчета основных характеристик гидролокатора бокового обзора дальнего действия и оценка методов обработки сигналов линейной частотной модуляции.

3.2.1. Оценка корреляционно-фильтрового метода обработки.

3.2.2. Оценка разрешающей способности гидролокатора бокового обзора дальнего действия.

3.2.3. Фазовые искажения сигналов линейной частотной модуляции, / их влияние на разрешающую способность гидролокатора бокового обзора.

3.2.4. Оценка динамических свойств схемы буксировки носителя.

3.3. Особенности расчета и конструирования приемо-передающих антенн.:.

3.4. Выводы.

4. СОСТАВ И ПАРАМЕТРЫ ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА ДАЛЬНЕГО ДЕЙСТВИЯ.

4.1. Особенности структуры и основные характеристики гидролокатора бокового обзора дальнего действия.

4.2. Алгоритм обработки и построения акустического изображения дна

4.3. Выводы.

5. НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ В РЕЗУЛЬТАТАХ ОПЫТНО-МЕТОДИЧЕСКИХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАБОТАХ.

5.1. Определение классификационных признаков геологических структур дна Мирового океана на основе акустических и геоморфологических характеристик.

5.2. Геологоразведочные работы в Тихом океане по оценке и оконту-риванию месторождений кобальтомарганцевых корок и железо-марганцевых конкреций.

5.3. Научные работы по программе «Международный плавучий университет» под эгидой «Юнеско» по исследованию континентального склона, грязевых вулканов в Средиземном море и съемка глубоководного конуса выноса палеорусла Дуная в Черном море.

5.4. Выводы.

6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА ДАЛЬНЕГО ДЕЙСТВИЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями Мирового океана и разработка методики их обнаружения гидролокатором бокового обзора дальнего действия»

Актуальность темы

Научно-технический прогресс и связанные с ним все возрастающие потребности человечества в изучении и освоении природных богатств Мирового океана являются одной из актуальнейших задач современности. Это обусловлено тем, что природные ресурсы континентов ограничены и постепенно истощаются, а их эксплуатация становится все более сложной и дорогостоящей. Общие геологические ресурсы только железомарганцевых конкреций Мирового океана оцениваются в десятки триллионов тонн. Конкурентоспособность России в утверждении ее приоритетов на распределение участков морского дна между государствами, в соответствии с Конвенцией ООН по морскому праву и на делимитацию границ морского шельфа, должна поддерживаться за счет систематического изучения дна Мирового океана с целью наращивания геологической информации.

В соответствии с Морской доктриной Российской Федерации на период до 2020 г. одним из важнейших направлений национальной морской политики является закрепление в рамках полномочий Международного органа по морскому дну прав Российской федерации на разведку и разработку ресурсов морского дна за пределами юрисдикции прибрежных государств.

Ведение масштабных работ по геологическому изучению дна, поиску и разведке полезных ископаемых, а также исследование геологических процессов, охватывающих огромные площади в глубоководных районах Мирового океана, требуют применения высокопроизводительных аппаратурно-технических средств. Важнейшими средствами исследования донной поверхности являются гидролокационные системы, в том числе и гидролокаторы бокового обзора (ГБО) дальнего действия (ДД), которые буксируются в приповерхностном слое океана и позволяют с высокой производительностью с дистанции в первые десятки километров эффективно осуществлять геологическое картирование больших площадей дна. Разработка и применение таких методов основывается на механизмах распространения, отражения и рассеяния звука глубоководными геологическими объектами, в том числе и рудными скоплениями (рудообразующими кобальтомарганцевыми корками (КМК), глубоководными полиметаллическими сульфидами (ГПС), железо-марганцевыми конкрециями (ЖМК)), являющимися громадными потенциальными сырьевыми источниками. Обнаружение и классификация таких объектов, зависит в первую очередь от их акустических и геоморфологических характеристик, что требует решения ряда задач по оптимизации параметров применяемых гидроакустических средств. Теоретические и экспериментальные исследования, связанные с разработкой ГБО для обнаружения рудных скоплений и их классификацией, основываются на анализе информации о силе обратного рассеяния и отражения, о величине затухания и рефракции звука. Получение качественного акустического изображения глубоководного дна в условиях открытого океана и дальнейшая интерпретация получаемых данных, требуют решения ряда специфических задач теоретической, экспериментальной и прикладной гидроакустики:

- изучение механизмов рассеяния эхосигналов глубоководным дном с наличием КМК, ГПС, ЖМК в условиях их естественного залегания (геоморфологических условиях);

- проведение экспериментальных работ по исследованию закономерностей рассеяния;

- разработка метода классификации глубоководных рудных скоплений;

- исследование применения сложных акустических сигналов с целью получения более качественной информации;

- обеспечение оптимальных параметров и эксплуатационных характеристик аппаратуры ГБО;

- создание промышленных отечественных образцов гидроакустической аппаратуры большой производительности;

Очевидна актуальность работ в области исследования рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями Мирового океана, разработки аппаратуры для их обнаружения, оконтуривания и классификации.

В настоящее время в мире известны единицы гидроакустических комплексов, способных вести масштабные исследования дна Мирового океана. Первый отечественный макет ГБО ДД на сложных сигналах, созданный в ИРЭ АН СССР в 1984 году, положил начало дистанционным исследованиям дна Мирового океана.

Общей классификации ГБО пока не существует в связи с большим количеством различных модификаций. Однако их условно можно разделить на две группы по методу эксплуатации и решаемым задачам:

- Первую группу образуют ГБО, буксируемые вблизи поверхности моря с целью достижения максимальной полосы обзора (ГБО ДД). К этой группе относятся также ГБО, встроенные в корпус корабля и, как правило, представляющие неотъемлемую часть многолучевых эхолотов [1-3].

- Ко второй группе относят высокочастотные ГБО, буксируемые в 100 м над дном с целью получения максимального разрешения гидроакустических изображений объектов (целей) [4, 5].

Среди отечественных разработок ГБО можно выделить такие ведущие институты России, как ОИ РАН, ЦНТТГАиК, ГосНИЦИПР, ААНИИ, НПО «Южморгеология», ИРЭ РАН, Институт проблем морских технологий ДВО РАН. Среди зарубежных фирм и организаций доминирующее положение в создании новых поколений ГБО принадлежит лабораториям IOSDL (Institute of Oceanographic Sciences-Deacon Laboratory), Marconi Underwater Systems Ltd (Норвегия), Holming Ltd (Финляндия), IFREMER (Франция), Krupp Atlas Electronic, Klein Associates Ins. (Германия), Knudsen Engineering Ltd. (Канада). Каждые два года в Брайтоне (Англия) проводится выставка, на которой демонстрируются последние достижения в области создания аппаратуры для проведения инженерно-геологических работ в Мировом океане. Вся информация по последним разработкам зарубежных фирм публикуется в журналах

Hydro International», «Ocean Systems», «Ocean News», «Sea Technology», в отечественных - «Геофизика», «Недра», «Гидроакустика» и в ряде обзорных статей и рекламного материала.

Среди отечественных разработок гидролокаторов бокового обзора для мелководья следует отметить семейство мелководных ГБО «Катран» и глубоководных ГИК, МАК, ГБО ДД «Океан», созданных в НПО « Южморгеоло-гия». Совместные разработки кафедры электрогидроакустической и медицинской техники Таганрогского государственного радиотехнического университета, НПО «Экран» (г. Москва), НПО Приборостроения им. Тихомирова (г. Москва), HiШ «НЕЛАКС» (г. Таганрог) привели к созданию, внедрению и использованию современной серии ГБО «ГИДРА-2» и «ГИДРА-3».

В ГБО «Океан», «ГИДРА-2» используются технологии формирования и обработки сигналов с применением современной элементной базы и современных вычислительных систем, объединенных в программно-аппаратный комплекс, что позволяет ГБО иметь широкие исследовательские возможности [6].

Для повышения разрешающей дистанционной способности по дистанции в гидролокаторах с тональным сигналом уменьшают длительность импульса, что приводит к уменьшению дальности действия за счет уменьшения соотношения сигнал/шум при увеличении полосы приемного тракта. Применение в гидролокаторах бокового обзора серии «Океан», «ГИДРА» широкополосных сигналов позволяет, с одной стороны, повысить соотношение сигнал/шум при оптимальной обработке, а с другой - увеличить дальность действия за счет увеличения энергии сигнала. При этом разрешающая способность по дистанции определяется величиной девиации частоты сигнала, а дальность действия увеличивается пропорционально увеличению длительности импульса. В таких ГБО полоса просматриваемого участка дна увеличивается в 1,5-2 раза, увеличивается помехозащищенность благодаря использованию зондирующего сигнала с линейной частотной модуляцией.

Актуальность поставленной проблемы определяется:

- отсутствием отечественных ГБО ДД для решения задач по дистанционному геологическому и геоморфологическому картированию глубоководного дна Мирового океана;

- необходимостью широкомасштабных исследований дна Мирового океана, в первую очередь с целью поиска и обнаружения скоплений КМК, ГПС и жмк.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование рассеяния звука глубоководными рудными скоплениями, классификация КМК, ГПС и ЖМК и разработка метода аппаратурной реализации для их обнаружения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать теоретические и экспериментальные закономерности рассеяния звука глубоководным дном Мирового океана, включая рудные скопления КМК, ГПС и ЖМК;

- провести экспериментальные работы по исследованию рассеяниия звука на одиночных ЖМК и моделях их скоплений;

- исследовать методику расчета ГБО на сложных сигналах и схемотехнический принцип его построения для оптимизации параметров с целью получения качественной акустической информации;

- разработать метод классификации рудных скоплений КМК, ГПС, ЖМК на основе акустических и геоморфологических характеристик, выполнить их анализ по данным ГБО ДД.

Методы исследования

Теоретические исследования по изучению скоплений КМК, ГПС и ЖМК проведены с использованием геологических и геоморфологических данных, полученных ФГУГП ГНЦ «Южмогеология» (г. Геленджик), ФГУП ПМГРЭ г. Санкт-Петербург) и данных из других источников. Исследования закономерностей акустического рассеяния выполнены с применением теории акустического рассеяния глубоководным дном Мирового океана. Экспериментальные исследования проведены в акустическом бассейне ТРТУ (г. Таганрог) с помощью параметрической установки НАИ-5 и измерительной аппаратуры «Брюль и Кьер». Анализ и сравнение материалов, полученных путем практической реализации ГБО ДД и теоретических исследований, выполнялись на основе сонограмм и фактических геологических материалов, полученных в научно-исследовательских рейсах.

Научная новизна работы

1. Впервые на экспериментальной основе установлены амплитудно-частотные и угловые зависимости рассеяния звука одиночными сферической и эллипсоидной формами ЖМК, а также моделями их скоплений в диапазоне частот от 4 до 12 кГц.

2. Теоретически обосновано применение сложных сигналов в методе ГБО.

3. Получены аналитические выражения рассеяния звука скоплениями ЖМК в их естественном залегании при нормальном и наклонном зондировании.

4. Разработан оптимальный схемотехнический принцип построения ГБО ДД с целью обнаружения глубоководных рудных скоплений КМК, ГПС и ЖМК.

5. Разработан метод классификации типов глубоководных скоплений (КМК, ГПС, ЖМК) по их акустическим и геоморфологическим признакам путем интерпретации материалов ГБО ДД.

Положения, выносимые на защиту

1. Для средних весовых значений рудных скоплений ЖМК по площади отсутствует угловая зависимость обратного рассеяния звука, при этом резонансные свойства сохраняются в диапазоне частот от 4 до 12 кГц.

2. Акустические и геоморфологические особенности скоплений КМК, ГПС, ЖМК являются их классификационными признаками для обнаружения по данным ГБО ДД.

3. Применение сигналов с линейной частотной модуляцией позволяет оптимизировать параметры ГБО ДД и его схемотехнический принцип построения.

4. Соотношение величин отраженного и рассеянного звука является информационным признаком, повышающим достоверность интерпретации данных ГБО ДД.

Практическая значимость

Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в производство ГБО ДД «Океан» и практику морских геологоразведочных работ с целью обнаружения и оконтуривания скоплений КМК, ГПС и ЖМК. Данной аппаратурой проведены масштабные исследования глубоководных геологических структур и рудных скоплений на дне Мирового океана. В общей сложности гидролокационная съемка проведена на площади более 650 ООО км в различных районах Мирового океана.

Выполнены совместные работы с Европейской ассоциацией «OSAE» по инженерно-геологическим изысканиям трансатлантической трассы под оптоволоконный кабель связи Европа — Америка протяженностью более трех тысяч километров.

Достоверность результатов работы

Обеспечивается практическими материалами акустической съемки, полученными в результате работы ГБО ДД, а также обоснованным применением теории математических расчетов.

Апробация результатов работы

Основные научные и практические результаты диссертационной работы представлялись и обсуждались на следующих научно-практических конференциях:

- «Комплексные геолого-геофизические исследования в Мировом океане», Геленджик, 24 декабря 1986 г.;

- «Технические средства и методы исследования Мирового океана», Москва, сентябрь 1987 г.;

- «Технические средства и методы освоения океанов и морей», Москва, октябрь 1989 г.;

- 1-я Всесоюзная научно-практическая конференция «Силовые электронные системы и устройства преобразовательной техники», Алма-Ата, сентябрь 1990 г.;

- юбилейная научная конференция «Теория и практика морских геолого-геофизических исследований», Геленджик, 20-24 сентября 1999 г.;

- 2-я Международная научная конференция и выставка по разработке новых технических средств и технологий для работ на шельфе и в Мировом океане, Геленджик, 3-5 октября 2001 г.

Реализация результатов работы

Представленные в диссертационной работе результаты исследований были заложены в основу разработки промышленного ГБО ДД «Океан» и внедрены в практику морских геолого-геофизических работ в ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» (г. Геленджик) и ФГУ НПП ПМГРЭ (г. Санкт-Петербург). Работы выполнялись в соответствии с разработанной и утвержденной «Методикой применения гидролокатора бокового обзора «Океан». Аппаратура ГБО «Океан» участвовала в международном проекте по выбору и оценке подводной трассы для трансатлантического оптоволоконного кабеля связи Европа - Америка. Полученные в ходе выполнения диссертационной работы данные используются в учебном процессе при подготовке студентов кафедры электрогидроакустической техники в Таганрогском государственном технологическом институте ЮФУ и в рамках программы обучения студентов морских специальностей «Плавучий университет» под эгидой «Юнеско», которую проводит МГУ (г. Москва).

Личный вклад автора

Представленные в диссертации результаты получены самостоятельно. Автор являлся заместителем ответственного исполнителя по созданию и внедрению промышленного ГБО ДД «Океан». Большая часть полученных данных в Мировом океане осуществлялась при непосредственном участии автора.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 24 статьи, в том числе, 3 статьи опубликовано в изданиях, входящих в Перечень ВАК. Получен патент и два авторских свидетельства.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложений, списка использованных литературных источников, включающего 77 наименований. Содержание диссертации изложено на 196 страницах и включает: 55 рисунков, 11 таблиц, 3 приложения.

Заключение диссертации по теме «Акустика», Фоменко, Владимир Александрович

5.4. Выводы

1. Результаты опытно-методических работ подтверждены хорошей сходимостью данных исследований придонными методами и данными ГБО ДД.

2. Разработанный метод классификации признаков КМК, ГПС и ЖМК (табл. 5.1, 5.2, 5.3) позволяет на основе акустических и геоморфологических характеристик глубоководных рудных скоплений выполнять их оконтурива-ние.

3. Мозаики сонограмм, построенные по данным ГБО ДД «Океан», проинтерпретированные на основе метода классификации признаков КМК, ГПС и ЖМК, могут применяться в геологической практике по обнаружению и окон-туриванию глубоководных рудных скоплений в Мировом океане.

6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОЛОКАТОРОВ БОКОВОГО ОБЗОРА ДАЛЬНЕГО ДЕЙСТВИЯ

Оценка эффективности метода ГБО ДД обычно выполняется методом сравнения с аналогом по производительности, качеству получаемой продукции и др. и, в конечном итоге, приводится к отношению стоимости работ со сравниваемым образцом. Выполним сравнение путем подсчета производительности по площади исследований на одном и том же участке для ГБО ДД и придонного ГБО, к примеру сонар фирмы «Оретех» с рабочей частотой 30 кГц и полосой обзора на оба борта до 3 км.

Наибольшая информативность метода в обоих случаях ГБО будет наблюдаться при способе получения акустического изображения дна с двойным перекрытием и съемкой в обратном направлении. В этом случае при наложении акустических изображений одного участка, полученного под разными углами наблюдения, появляется возможность по акустическим и геоморфологическим признакам реализовывать профессиональную интерпретацию получаемых данных. Выбор профилей съемки должен выбираться исходя из эффективной величины индикатрисы рассеяния.

Для достижения максимально возможной точности и детальности исследований должно быть предусмотрено 100%-ое перекрытие полос бокового обзора, при котором сплошное акустическое изображение (монтаж соно-граммы) поверхности дна изучаемой площади может быть получено из полос обзора по каждому из бортов в отдельности. Расчет расстояния между соседними галсами в общем случае ведется по формуле: -JrL-z2 -Мстун-т4г, (6.1) где Rmax - максимальная наклонная дальность ГБО; Z — средняя глубина под антенной; Мст — масштаб сонограммы вдоль строки; уп - ширина неприемлемой по точности части строки на сонограмме; т — среднеквадратическая погрешность в определении положения галса.

Для обеспечения полного (100-процентного) перекрытия сонограммы на исследуемой площади проектируются параллельные галсы в соответствии с расстоянием между галсами по формуле (6.1). При этом две совокупности сонограмм, зарегистрированные антеннами только по правому или только по левому борту, могут быть смонтированы в виде двух независимых картографических изображений, представляющих собой подобие стереопары аэрофотоснимков.

Определение объема работ по площади съемки Srso, при одинаковом расстоянии D между N галсами, может быть оценена по формуле: где Li - протяженность i-го галса.

Время, необходимое для выполнения гидролокационной съемки на исследуемой акватории, определяется из следующей формулы: где к - коэффициент, учитывающий погодные условия; V — средняя скорость судна на галсах; t} — время на переходы между галсами; t2 - время на регламентно-профилактические работы в соответствии с требованиями РЭ [75,76]; t3 — время на опытно-методические работы.

Средняя проектная производительность работ методом ГБО оценивается по формуле: Srso = Основными переменными, влияющие на полное те время съемки одинаковых участков площади, являются V— средняя скорость судна и расстоянии D между профилями. После преобразований получим соотношение площадей за одно и тоже время — более 40.

Условно в работах с ГБО ДД «Океан» можно выделить съемки крупного (М 1:100 ООО) и среднего (М 1:250 000) масштаба. Наибольшая эффективность результатов гидролокационной съемки достигается при покрытии всей проектной площади исследуемой акватории системой галсов со сплошным

Srso = 2D(L, + Ln) + X(DZ,),

6.2)

6.3)

100 % -ым) перекрытием полос обзора и составлением на базе таких данных накидных монтажей сонограмм, размещаемых на картографической основе.

При проектировании среднемасштабных исследований в ряде случаев можно ориентироваться на основную сеть геофизических наблюдений, спроектированную для других методов, комплексируемых с ГБО. Как правило, сеть таких наблюдений располагается достаточно густо и, при средней ширине полосы обзора ГБО ДД «Океан» около 15 км на каждый борт, не требует дополнительного сгущения.

Одной из существенных особенностей проектирования гидролокационной съемки (в отличие от других геофизических методов) является требование к ориентированию галсов ГБО ДД.

Основные итоги применения ГБО ДД для обнаружения геологических структур приведены в работе [77].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом научно-исследовательской работы данной диссертации являются следующие результаты:

1. Проведено теоретическое исследование рассеяния и отражения звука скоплениями КМК, ГПС и ЖМК для метода ГБО ДД и показана возможность интерпретации получаемых материалов с целью их обнаружения и оконтури-вания.

2. Экспериментальные исследования позволили выявить проявление акустических резонансных свойств у сферических ЖМК, которые более выражены по отношению к эллипсоидным.

3. На основе обработки полученных экспериментальных данных выявлено отсутствие заметной угловой зависимости как для сферических, так и эллипсоидных ЖМК и их скоплений.

4. Впервые показано, что резонансные свойства для скоплений ЖМК проявляются во всем диапазоне углов сканирования ГБО ДД в диапазоне частот от 4 до 12 кГц.

5. Рассмотрены варианты построения гидроакустических комплексов для исследования дна Мирового океана с целью обнаружения КМК, ГПС и ЖМК и показано, что применение метода ГБО ДД отвечает задачам эффективного исследования глубоководного морского дна.

6. На основе анализа показана эффективность применения сложных сигналов в ГБО ДД. Это позволяет создать надежную в эксплуатации набортную аппаратуру и носитель забортной аппаратуры с весом не более 500 кг и применять данный ГБО ДД с судов широкого класса с задействованием штатных спуско-подъемных механизмов.

7. Применение метода корреляционно-фильтрового метода позволяет реализовать двухзвенную систему буксировки носителя с нейтральной плавучестью с минимальными динамическими характеристиками по углам рыскания и дифферента.

8. Показано, что применение ЛЧМ-сигналов в ГБО ДЦ требует обеспечения широкой полосы преобразователей и их теплового режима.

9. Проведенная оценка динамических свойств носителя по двухзвенной схеме буксировки выявила отсутствие необходимости применения системы математической коррекции акустического изображения по углам отклонения.

10. На основе анализа аналитических выражений полученных для рассеяния звука скоплениями ЖМК показана возможность их эффективного окон-туривания в зависимости от генотипов и количественного состава.

11. Разработанные в табличной форме классификационные признаки скоплений КМК, ГПС и ЖМК подтверждены данными, полученными в процессе эксплуатации ГБО ДД «Океан».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фоменко, Владимир Александрович, 2008 год

1. Blondel Ph. & Parson L. Sonar processing in the UK/ Wormley, Institute of oceanographic Sciences., Deacon Lab. 1993. - p.30.

2. Губанов Ю.Н. Исследование, разработка и опробование геоакустического локатора бокового обзора для крупномасштабного картирования поверхности дна акваторий/ Автореф. канд. дисс. М., 1983. - 26 с.

3. Ибраев М.Н. Разработка придонного геоакустического комплекса и методики его применения при поиске и разведке полей железомарганцевых конкреций в Мировом океане/ Автореф. канд дисс. М., 1989. - 25 с.

4. Губанов Ю.Н., Котов И.Н., Судаков Ю.Н., Салтыков Е.Н. Разработка аппаратуры сбора и обработки данных фазового ГБО/ Отчет НИР, ВНТИцентр, №ГР1.87.006 7159.

5. Волохин В.А., Котов И.Н. Методические рекомендации по применению геоакустического комплекса МАК-1М/ Дистанционные методы исследований. Москва: Океангеоресурсы, 1999. - С.101-123.

6. Ocean Science/ With introduction buy H.W. Menard. M.: Прогресс, 1991. - 182 с.

7. Добрецов В.Б. Освоение минеральных ресурсов шельфа — Д.: Недра, 1980.-272 с.

8. Камп JI. Подводная акустика/ Пер. с англ. М.М. Кригер. — М.: Мир, 6 с.

9. Покровский Ю.О. Разработка и исследование методов измерения координат объектов в толще донных осадков с помощью сверхширокополосных гидроакустических сигналов/ Дисс. канд. техн. наук. Таганрог: ТРТИ. -14 с.

10. Судаков Ю.И. Разработка аппаратуры сбора и обработки данных фазового ГБО/ Отчет НИР. Рязань: РРТИ, 1989. - 162 с.

11. Голод О.С., Тер-Сааков А.А. Зарубежные гидролокаторы и их использование в морской геологии и геофизике. М: ВНИИЭГазпром, 1985. -36 с.

12. Klepsvik I.O., Klov К. ТОРО SSS, a side scans sonar/ Offshore Techn. Conf., Mai, 1982. Vol.3. - P.477-478.

13. Blankenburgh I.Chr., Klepsvik J.O. Research in hydrographic technology of the Norwegian Continental Shelf Institute (IKJ)// Marine Geology, 1983. -Vol.6. № 3-4.

14. Ломоносов Ю.К. Сычев В.А. Фазовые ГБО/ Комплексные исследования в Мировом океане. М.: Изд-во ИО АН СССР, 1975. - С. 134-137.

15. Патент Великобритании кл. GOlv, 1/39, № 1554377. Method and apparatus for geophysical exploration underwater.

16. Патент США кл. GOls, 9/66, GOlv, 1/38, № 746184.

17. Magnuson A., Sundkvist K., Smith K. Acoustic sounding for Manganese Nodules // Proceedings of the Offshore Technology Conference (OTC 4133). -Houston, Texas, 1981. P. 147-162.

18. Magnuson A., Sundkvist K., Riggins D., Sen R. Remote acoustic sending of Manganese Nodules Deposits// Proceedings of the Offshore Technology Conference (OTC 4260). Houston, Texas, 1982. - P.431-444.

19. Патент США кл. GOls, 15/046 № 4.319.348. Method and apparatus of surveying Modular Targets oh the Sea Floor.

20. Шендеров Е.Л. Излучение и рассеяние звука. Л.: Судостроение, 1989. - 304 с.

21. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 264 с.

22. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.Н. Введение в статистическую радиофизику. Ч. II. Случайные поля. М.: Наука, 1978. — 67 с.

23. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука, 1972. - 92 с.

24. Исакович М.А. Рассеяние волн от статистически шероховатой поверхности// ЖЭТФ. 1952. - Вып. 23. - № 3. - С.305-314.

25. Курьянов Б.Ф. Рассеяние звука на шероховатой поверхности с двумя типами неровностей// Акустический журнал. 1962. - Т.8. - № 3. - С.325-333.

26. Лысанов Ю.П. Метод определения индикатрис рассеяния статистически неровных поверхностей// Акустический журнал. 1973. - Т. 19. - № 4. С.630-632.

27. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Акустика океана/ Физика океана. Т.2. Гидродинамика океана. М., 1978. - С.49-145.

28. Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. М.: Наука, 1966.- 118 с.

29. Щербаков В.П. Состояние и перспективы развития морской геологической службы России// Разведка и охрана недр. — 1995. №12. — С.2-6.

30. Воловов В.И., Лысанов Ю.П., Сечкин В.А. О пространственной корреляции звуковых сигналов, отраженных от дна океана// Акустический журнал.-1973.-№ 1.-С. 16-20.

31. Акустика океана/ Под ред. Бреховских . Л.-М.: Наука, 1974. - 467482.

32. Воловов В.И., Лысанов Ю.П., Сечкин В.А. Корреляция отраженных от дна океана псевдошумовых сигналов// Акустический журнал. 1979. - XXV. - Вып.5. - С.675-680.

33. Жидков Ю.М. Обратное рассеяние звука на шероховатой поверхности с двумя типами неровностей при малых углах скольжения// Акустический журнал. -1979. Т.25. - № 3. - С.378-382.

34. Ивакин А.Н., Лысанов Ю.П. Рассеяние объемными неоднородностями подводного грунта, ограниченного неровной поверхностью// Акустический журнал. -1981. Т.27. - № 3. - С.384-390.

35. Бунчук А.В., Житковский Ю.Ю., Лысанов Ю.П. Особенности обратного рассеяния звука дном банки в открытом океане// Акустический журнал. -1984. -Т.ЗО. № 5. - С.599-604.

36. Ивакин А.Н. Статистическая модель дна для мелководных районов/ Тр. XIII Всесоюзн. школы по статистической гидроакустике. М.: Изд-во АКИН, 984. - С.25-26.

37. Ивакин А.Н., Лысанов Ю.П. Обратное рассеяние от неоднородного подводного грунта при малых углах скольжения// Акустический журнал. 1985. -Т.31. -№3.-С.396-398.

38. Ивакин А.Н., Лысанов Ю.П. Определение некоторых параметров морских осадков по данным акустического зондирования// Акустический журнал.- 1985. -Т.31. № 6. - С.807-809.

39. Лысанов Ю.П. О роли объемных неоднородностей подводного грунта в рассеянии звука дном глубокого океана// Акустический журнал. -1986. — Т.32.- № 5. С.697-699.

40. Мирчинк И.М., Захаров М.М., Кулындышев В.А., Терентьев В.Б., Филипенко И.И. Методика проведения геологоразведочных работ на железо-марганцевые конкреции. Кн. 1. М., 1996. -126 с.

41. Агапова В.Г. Зависимость между углами наклона дна и величинами эффективных коэффициентов отражения// Океанология. 1968} - Вып.8. - № 1.-С. 94-101.

42. Воловова Л.А., Житковский Ю.Ю. Исследования рассеяния звука от дна океана/ Отчет АКИН, 1974.

43. Кругляков В.В., Мельников Е.М., Голена Р.В. и др. Рудные корки подводных поднятий Мирового океана. М.: Роскомнедра,1993. - 24 с.

44. Кругляков В.В. Акустические методы исследования при поисках и разведке рудных месторождений дна океана/ Тез. докл. Международ, науч. конф. «Геофизика и современный мир». - 1993. - С.201-203.

45. Авдонин В.В., Голеа Р.В., Дубинчик В.Т., Казанцев Р.А., Кругляков

46. B.В. и др. Сульфиды Восточно-Тихоокеанского поднятия. М.: ВИМС, 1983. -С.6-10.

47. Воронин В.А., Кузнецов В.П., Мордвинов Б.Г., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана. -М.: Ростиздат, 2007. С.381-402.

48. Чернов М.Н. Разработка метода расчета и исследование акустических параметров пористых водонасыщенных грунтов/ Канд. дисс. Таганрог: ТРТИ, 2004. - 72 с.

49. Бельтенев и др. Региональные работы масштаба 1:500000-1:1000000 на глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС) в осевой зоне САХ и поисковые работы на рудном узле. — Ломоносов: ПМГРЭ, 2008. 365 с.

50. Условия образования и закономерности размещения железомарганце-вых конкреций Мирового океана/ Под ред. О.Д. Корсакова. Л: Недра, 1987. - 259 с.

51. Свойства, распространение, и акустические методы обнаружения же-лезомарганцевых конкреций на дне океана/ Отчет по НИР «Свойства акустического поля рассеянного в обратном направлении». М.: ВНТИЦ, 1984.1. C.52-56.

52. Воловов В.И., Житковский Ю.Ю. Отражение и рассеяние звука дном океана/ Акустика океана. Под ред. Л.М. Бреховских. М.: Наука, 1974. -С.395-490.

53. Фоменко В.А., Баханов О.Н., Лыгин В.А. Южнороссийский комплекс морских и наземных полигонов/ Мировой океан: минеральные ресурсы Мирового океана Арктики и Антарктики. Вып.З. — М., 1999. С. 153.

54. Евтюков А.П., Митько В.Б. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике. -Л.: Судостроение, 1981. 248 с.

55. Гидролокационная станция бокового обзора/ Пер. с англ. А.В. Ручки-на. М.: ЦООНТИ/ВНО, 1984. - 87 с.

56. Тимошенко В.И. Акустическая энциклопедия. Таганрог, ТРТУ, 1999. - 786 с.

57. Фоменко В.А., Болдырев В.А. Исследование применимости сложных сигналов и параметрического эффекта в практической гидроакустике/ Отчет о НИР. Заключительный. -М.: ВНТИЦентр, 1999. С.15-18.

58. Кузьмин С.Э. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь, 1987. — 35 с.

59. Ходотов А.В. Исследование и разработка имитационно тренажерного комплекса гидролокатора бокового обзора/ Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Таганрог: ТРТИ, 2007. — 64 с.

60. Лившиц Н.А., Пугачев В.Н. Вероятностный анализ систем. 4.1 — М.: Сов. Радио, 1963.-272 с.

61. Караваев В.В., Сазонов В.В. Статистическая теория пассивной локации. М.: Радио и связь, 1987. - 240 с.

62. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. -М.: Радио и связь, 1987. 64 с.

63. Салтанов Н.В. Гибкие нити в потоках. Киев: Наукова думка, 1974. — 97 с.

64. Девнин С.И. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций. М.: Судостроение, 1983. — 132 с.

65. ШлихтингГ.А. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. — 64 с.

66. Пантов Е.Н., Махин Н.И., Шереметов Б.Б. Основы теории движения подводных аппаратов. — М.: Судостроение, 1973. 89 с.

67. Свердлин Г.М. Гидроакустические преобразователи и антенны Судостроение, 1980. 232 с.

68. Подводные электроакустические преобразователи/ Справочник под ред. В.В. Богородского. JL: Судостроение, 1983. - 25 с.

69. Blondel Ph. & Parson L. Sonar processing in the U.K// Institute of Oceano-graphic Sciences, Deacon Lab. Wormley, 1993. — 30 p.

70. Волохин B.A., Губанов Ю.Н. Интерпретация данных гидролокаторов бокового обзора при морских геолого-геофизических исследованиях/ Методические рекомендации. Геленджик: Южморгеология, 1990. - 68 с.

71. Каевицер В.И. и др. Разработка ГБО ДД со сложными зондирующими сигналами и цифровой обработкой информации на судовой ЭВМ/ Отчет ВНТЛ ИРЭ АН СССР. Ч. I-IV. М., 1987. - 278 с.

72. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. — М.: Связь, 1973. — 378 с.

73. Такки Д.Ф., Фоменко В. А. и др. Гидролокаторы дальнего действия/ Разведка и охрана недр. 1993. - № 12. — С. 28-30.

74. Такки Д.Ф., Фоменко В. А. и др. Разработать и внедрить приповерхностный гидролокатор бокового обзора для геологоразведочных работ в океане. -Геленджик: НИПИокеангеофизика, 1988. -245 с.

75. Фоменко В.А. Применение сложных сигналов в практике морских исследований дна морей и Мирового океана на примере ГБО дальнего действия «Океан»// Известия ТРТУ. 2006. - №12. - С. 82-86.