사이드 스캔 소나

Side-scan sonar
사이드스캔 음파 탐지

사이드 스캔 소나(side-scan sonar, sidescan sonar, side-imaging sonar, side-imaging sonar 및 bottom classification sonar라고도 함)는 해저의 넓은 영역을 효율적으로 촬영하는 데 사용되는 음파 시스템의 한 범주입니다.

사용하다

해양 고고학 조사를 위해 사이드 스캔 음파 탐지기를 사용할 수 있다. 해저 샘플과 함께 해저의 재료 및 텍스처 유형의 차이를 파악할 수 있다.또한 사이드 스캔 소나 이미지는 해상 운송 또는 석유 및 가스 업계의 해저 설치에 위험할 수 있는 해저 잔해물 및 기타 장애물을 탐지하는 데 일반적으로 사용되는 도구입니다.또한 해저에 있는 파이프라인 및 케이블의 상태를 사이드 스캔 음파탐지기로 조사할 수 있다.사이드 스캔 데이터는 수심계 측음 및 서브바텀 프로파일러 데이터와 함께 자주 취득되므로 해저의 얕은 구조를 한눈에 볼 수 있다.사이드 스캔 음파 탐지기는 어업 연구, 준설 작업 및 환경 연구에도 사용됩니다.지뢰 탐지를 포함한 군사 애플리케이션도 탑재되어 있습니다.

구조

사이드 스캔은 해저 쪽으로 원추형 또는 부채꼴의 펄스를 물속을 통과하는 센서 경로와 수직인 광각으로 방출하는 음파 탐지 장치를 사용하며, 이는 수상 선박이나 잠수함에서 예인되거나 선체에 장착될 수 있습니다.이 부채꼴 빔의 해저로부터의 음향 반사의 강도는 일련의 크로스 트랙 슬라이스에 기록됩니다.움직임 방향을 따라 함께 결합하면 이러한 슬라이스가 빔의 스왓(커버리지 폭) 내에서 해저의 이미지를 형성합니다.사이드 스캔 음파 탐지기에 사용되는 사운드 주파수는 일반적으로 100~500kHz입니다. 주파수가 높을수록 분해능은 좋아지지만 범위는 줄어듭니다.

역사

에스토니아 난파선 '원조'의 측면 음파 탐지 이미지
사우스캐롤라이나 주 머레이 호수 바닥의 물에 잠긴 다리의 사이드 스캔 음파 탐지

테크놀로지

최초의 사이드 스캔 음파 탐지기는 단일 원뿔 빔 변환기를 사용했습니다.다음으로, 유닛은 양쪽을 커버하기 위해 두 개의 변환기로 만들어졌습니다.변환기는 선체에 장착된 하나의 패키지에 포함되거나 선박 양쪽에 두 개의 패키지가 들어 있었습니다.다음으로 변환기는 더 나은 "소음파" 또는 음파 이미지를 생성하기 위해 부채꼴 빔으로 진화했습니다.심해에서 바닥으로 더 가까이 가기 위해 사이드 스캔 변환기를 "토우 피쉬"에 넣고 견인 케이블로 당겼습니다.

1980년대 중반까지 상업적인 측면 스캔 이미지는 종이 기록으로 제작되었다.초기 종이 기록은 이미지를 스크롤식 종이 기록으로 만드는 전면적인 플로터로 제작되었다.이후 플롯터는 위치와 선박 움직임 정보를 동시에 종이 기록에 그릴 수 있게 했다.1980년대 후반, 새롭고 저렴한 컴퓨터 시스템을 사용하는 상업용 시스템은 군사 시스템에서 사용하는 아날로그 스캔 컨버터를 더 저렴하게 모방할 수 있는 디지털 스캔 컨버터를 개발하여 스캔의 TV와 컴퓨터 디스플레이 이미지를 제작하고 비디오 테이프에 저장했다.현재 데이터는 컴퓨터 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 미디어에 저장되어 있습니다.

군사 응용 프로그램

사이드 스캔 음파 탐지기의 발명가 중 한 명인 독일 과학자 줄리어스 하게만 박사는 제2차 세계대전 후 미국으로 건너가 1947년부터 1964년 사망할 때까지 미국 파나마시티 해군 기뢰 방어 연구소에서 일했다.그의 연구는 1958년 8월에 처음 공개된 미국 특허 4,197,591에[1] 기록되어 있지만, 1980년에 최종적으로 발표될 때까지 미 해군에 의해 기밀로 유지되었다.1950년대에 Scripps Institute of Oceanography와 Hudson Laboratories를 포함한 연구소와 Dr.에 의해 실험적인 사이드 스캔 음파 탐지 시스템이 만들어졌습니다.MIT의 해롤드 에저튼입니다.

군용 사이드 스캔 음파 탐지기는 1950년대에 웨스팅하우스에 의해 만들어졌다.이후 1990년대까지 아나폴리스의 웨스팅하우스 시설에서 해상에서 잃어버린 H-Bombs를 찾거나 잃어버린 러시아 잠수함을 찾는 등의 특수한 군사 목적으로 첨단 시스템이 개발되어 만들어졌다.이 그룹은 또한 차량 아래를 보면서 물체를 추적할 수 있는 최초이자 유일한 작동 Angle Look Sonar를 제작했습니다.

상용 응용 프로그램

화물선 Choctaw의 측면 스캔 이미지

최초의 상용 사이드 스캔 시스템은 Kelvin Hughes "Transit Sonar"로, 1960년경 도입된 단일 채널, 극에 장착된 팬 빔 변환기를 갖춘 변환 에코 사운더입니다.1963년 해롤드 에저튼 박사, 에드워드 컬리, 존 율스는 매사추세츠 주 버자드 베이에 있는 침몰한 빈야드 라이트십을 찾기 위해 원추형 빔 12kHz 사이드 스캔 음파 탐지기를 사용했습니다.Edgerton, Germeshausen & Grier(이후 E.G. & G., Inc.)의 Martin Klein이 이끄는 팀은 1963년부터 1966년까지 최초의 견인식 듀얼 채널 상용 사이드 스캔 음파 시스템을 개발했습니다.마틴 클라인은 일반적으로 상업적인 사이드 스캔 음파 탐지기의 "아버지"로 여겨진다.1967년, 에저튼은 알렉산더 맥키가 헨리 8세의 기함인 메리 로즈를 찾는 것을 돕기 위해 클라인의 음파탐지기를 이용했다.같은 해 클라인은 고고학자 조지 배스가 터키 해안에서 2000년 된 배를 찾는 것을 돕기 위해 음파탐지기를 사용했다.1968년 클라인은 클라인 어소시에이트(현재의 클라인 마린 시스템즈)를 설립하고 최초의 상용 고주파(500kHz) 시스템과 최초의 이중 주파수 사이드 스캔 음파 탐지기와 최초의 결합 사이드 스캔 및 하위 프로파일링 음파 탐지기를 포함한 개선 작업을 계속했다.1985년, 클라인 어소시에이트(현 클라인 마린 시스템즈, Inc.)의 찰스 마젤은 최초의 상업용 사이드 스캔 소나 훈련 비디오와 최초의 사이드 스캔 소나 훈련 매뉴얼을 제작했고 두 명의 해양학자가 RMS 타이타닉호의 난파선을 발견했습니다.

넓은 지역을 조사하기 위해 Marconi Underwater Systems와 IOS(Institute of Oceanographic Sciences)가 NERC를 위해 개발한 GLOIA sidescan sonar.GLOIA는 Geological Long Range Siltered Asdic의 [2]약자입니다.미국 지질조사국(US Geological Survey)과 영국의 IOS(IOS)가 전 세계 대륙붕 이미지를 얻기 위해 사용했습니다.비교적 낮은 주파수로 작동해 장거리 비행이 가능했다.대부분의 사이드 스캔 음파탐지기와 마찬가지로 글로리아 기구는 배 뒤로 견인됩니다.GLOIA의 ping 속도는 분당 2이며, 음파탐지기의 양쪽 최대 22km 범위에서의 리턴을 검출합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Julius Hagemann (1958). "Facsimile recording of sonic values of the ocean bottom". United States Patent Office. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  2. ^ 러스비 외 1973년

외부 링크

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