Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой

Рассмотрены основы построения планшета обследованных акваторий гидроакустического комплекса с нанесением эхограмм дна на спутниковую карту. Обоснована актуальность и практическое значение результатов анализа информации построенного планшета на примере сопряжения со спутниковой картой и привязкой к...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
Hauptverfasser:	Гончар, А.И., Федосеенков, С.Г., Шундель, А.И., Худоконь, В.В., Сафонов, А.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2011
Schriftenreihe:	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Schlagworte:	Морские берега Украины
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109504
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой / А.И. Гончар, С.Г. Федосеенков, А.И. Шундель, В.В. Худоконь, А.В. Сафонов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 117-121. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-109504
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1095042016-12-02T03:02:50Z Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой Гончар, А.И. Федосеенков, С.Г. Шундель, А.И. Худоконь, В.В. Сафонов, А.В. Морские берега Украины Рассмотрены основы построения планшета обследованных акваторий гидроакустического комплекса с нанесением эхограмм дна на спутниковую карту. Обоснована актуальность и практическое значение результатов анализа информации построенного планшета на примере сопряжения со спутниковой картой и привязкой к географическим координатам, при мониторинге акваторий. Приведены характерные примеры реально обследованных участков. Розглянуто основи побудови планшета обстежених акваторій гідроакустичного комплексу з нанесенням ехограм дна на супутниковій карті. Обгрунтовано актуальність і практичне значення результатів аналізу інформації побудованого планшета на прикладі сполучення із супутниковою картою і прив'язкою до географічних координат, при моніторингу акваторій. Наведено характерні приклади реально обстежених ділянок. This work represents the basics of the map-case making for inquired areas by the waters sonar system with the application of the bottom echograms on a satellite map. The urgency and practical importance of the analysis of map-case information were substantiated on the example of the interface with the satellite map and geo-referenced in the monitoring of water areas. Typical examples of actual inquired areas were made. 2011 Article Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой / А.И. Гончар, С.Г. Федосеенков, А.И. Шундель, В.В. Худоконь, А.В. Сафонов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 117-121. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109504 56.635 ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Морские берега Украины Морские берега Украины
spellingShingle	Морские берега Украины Морские берега Украины Гончар, А.И. Федосеенков, С.Г. Шундель, А.И. Худоконь, В.В. Сафонов, А.В. Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description	Рассмотрены основы построения планшета обследованных акваторий гидроакустического комплекса с нанесением эхограмм дна на спутниковую карту. Обоснована актуальность и практическое значение результатов анализа информации построенного планшета на примере сопряжения со спутниковой картой и привязкой к географическим координатам, при мониторинге акваторий. Приведены характерные примеры реально обследованных участков.
format	Article
author	Гончар, А.И. Федосеенков, С.Г. Шундель, А.И. Худоконь, В.В. Сафонов, А.В.
author_facet	Гончар, А.И. Федосеенков, С.Г. Шундель, А.И. Худоконь, В.В. Сафонов, А.В.
author_sort	Гончар, А.И.
title	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
title_short	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
title_full	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
title_fullStr	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
title_full_unstemmed	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
title_sort	совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Морские берега Украины
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/109504
citation_txt	Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой / А.И. Гончар, С.Г. Федосеенков, А.И. Шундель, В.В. Худоконь, А.В. Сафонов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2011. — Вип. 25, т. 1. — С. 117-121. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv	AT gončarai sovmeŝenieplanšetapanoramnogogidroakustičeskogokompleksasosputnikovojkartoj AT fedoseenkovsg sovmeŝenieplanšetapanoramnogogidroakustičeskogokompleksasosputnikovojkartoj AT šundelʹai sovmeŝenieplanšetapanoramnogogidroakustičeskogokompleksasosputnikovojkartoj AT hudokonʹvv sovmeŝenieplanšetapanoramnogogidroakustičeskogokompleksasosputnikovojkartoj AT safonovav sovmeŝenieplanšetapanoramnogogidroakustičeskogokompleksasosputnikovojkartoj
first_indexed	2025-07-07T23:11:58Z
last_indexed	2025-07-07T23:11:58Z
_version_	1837031666992807936
fulltext	117 УДК 56 .635 А.И .Гончар, С.Г.Федосеенков , А.И.Шундель, В.В .Худоконь , А .В.Сафонов Научно-технический цент панорамных акустических систем НАН Украины, г.Запорожье СОВМЕЩЕНИЕ ПЛАНШЕТА ПАНОРАМНОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СО СПУТНИКОВОЙ КАРТОЙ Рассмотрены основы построения планшета обследованных акваторий гидро- акустического комплекса с нанесением эхограмм дна на спутниковую карту. Обос- нована актуальность и практическое значение результатов анализа информации построенного планшета на примере сопряжения со спутниковой картой и привяз- кой к географическим координатам, при мониторинге акваторий. Приведены харак- терные примеры реально обследованных участков. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : планшет, эллипсоид Красовского, эхограмма, изобаты глубины. Для достижения максимальных результатов исследования и монито- ринга прибережных акваторий с помощью панорамного гидроакустического комплекса необходимо использовать новейшие спутниковые технологии. Традиционно результат обследования акватории − планшет с галсами (траекторией движения носителя) обследования и нанесенными на него об- наруженными объектами и особенностями рельефа (изобатами глубин). В современных системах имеется возможность нанесения на планшет эхо- грамм дна с привязкой к координатам. Основные аспекты алгоритмов нане- сения эхограмм на планшеты докладывались на X международной конфе- ренции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» ГА-2010 в Санкт-Петербурге и изложены в трудах этой конференции [1]. Полученный планшет можно совмещать с любыми цифровыми картами, например, со спутниковой. Для этого создается трехмерный массив {x′, y′, K}, где K – значение цвета в нужной палитре, а x′, y′ связаны с координатами GPS [2,3] формулой: )min( )( )min(max minmax min Xx XX XX Xx − − − +=′ , )min( )( )min(max minmax min Yy YY YY Yy − − −−=′ , (1) где x′, y′ − координаты экрана, x, y − координаты GPS и max0 Xx ≤′≤ , max0 Yy ≤′≤ , XxX maxmin << , YyY maxmin << . Курс носителя определяется как угол между меридианом и касательной к траектории движения:         ∆ ∆⋅ =         ∆⋅ ∆⋅⋅ = р р р р R R C β αβ β αβ cos arctan cos arctan , (2) где С – угол наклона касательной к траектории движения носителя относи- тельно меридиана, ∆αр, ∆βр – разница координат между следующей и пре-  А .И .Гончар , С .Г .Федосеенков , А .И .Шундель , В .В .Худоконь , А .В .Сафонов , 2011 118 дыдущей точкой GPS по долготе и широте соответственно, β – географи- ческая широта, R – расстояние до центра Земли в конкретной географической координате. )(sin)(cos 2222 ββ BAR += , (3) где A и B – большая и малая полуоси эллипсоида Красовского. Находим горизонтальную дальность до цели по формуле: 22 HLG ц −= , (4) где Lц и H – наклонная дальность до цели и глубина соответственно. Определяем азимут относительно носителя ГБО: 2/π+= CD – для правого борта, (5) 2/π−= CD – для левого борта. Зная направление относительно носителя и дальность, вычисляются координаты пикселя планшета по формулам: β αα cos sin R DG нц ⋅+= , R DG нц cos⋅+= ββ . (6) Совмещение планшета со спутниковой картой производится путем за- мещения пикселей в изображении спутниковой карты в соответствии с ко- ординатами (рис.1). Использование технологии совмещения планшета со спутниковой кар- той упрощает восприятие гидролокационной информации. На рис.2 приведен фрагмент эхограммы, на котором имеются цель, представляющая интерес. На эхограмме четко просматривается акустическая тень, свидетельствуя о том, что обнаруженный объект возвышается над дном, однако, форму и размеры объекта и его координаты определить сложно. Построим 3D-изображение интенсивности сигнала обследуемого объ- екта (рис.3). Рис.3 дает представление о приблизительных размерах объекта и более выразительно показывает интенсивность сигнала от объекта. Р и с . 1 .Совмещение планшета панорамного гидроаку- стического комплекса со спутниковой картой. 119 Р и с . 2 .Фрагмент эхограммы. При наложении эхограммы на планшет с привязкой к координатам и совмещении планшета со спутниковой картой, мы видим, что объект лежит недалеко от берега р.Днепр (рис.4). Теперь можно с высокой точностью определить расстояние и ориента- цию относительно берега, географические координаты. Иногда дополни- тельная информация при наложении эхограммы обследования на планшет с привязкой к координатам и совмещении планшета со спутниковой картой дает представление о природе объекта (например, газо- и нефтепроводы, идущие с суши под воду). На эхограммах зачастую присутствует изображение эхосигнала от объ- екта в нескольких местах при различных проходах и разных дальностях. При этом не всегда получается определить какой именно фрагмент необхо- димо строить на планшете. Поэтому проводиться корреляционный анализ пикселей-претендентов с помощью формулы (7) и наносится результат об- работки [4].         +≤≤− −−−− n S tX n S tXP nn 1, 2 1 1, 2 1 αα µ , (7) где S − несмещенная выборочная дисперсия выборки при дублировании фрагментов эхограмм, X – среднее выборки пикселей планшета, P – вероят- ностный отрезок, n – мощность выборки, 1, 2 1 −− n t α – значения критерия Стью- Р и с . 3 . 3D-изображение интенсивности сигнала обследуемого объекта. 120 Р и с . 4 .Совмещение планшета панорамного гидроакустиче- ского комплекса со спутниковой картой. дента при уровне значимости α, µ – приемлемые значения вероятностей. Для оценки предельной относительной погрешности построения план- шета и совмещении его со спутниковой картой была разработана математи- ческая модель, в которой учтена погрешность, вызванная изменением ско- рости звука в воде, влиянием углов крена, дифферента и рысканья носителя ГБО, работой устройства GPS, методами математического аппарата по- строения планшета. Погрешность устройства GPS известна заранее. Незначительные изме- нения могут вносить неконтролируемые факторы: геометрия спутников, географическое место расположения и т.д. Погрешность математического аппарата состоит из погрешности мето- дов интерполяции. Оценку точности интерполяции полиномом Лагранжа[4] дает формула: )!1( )()( 1 + ≤− + n M xLxf n n , (8) где )(11 ε++ = nn fSupM , f(x) – значения пикселей планшета, Ln(x) – полином Ла- гранжа степени n, )(1 ε+nfSup – супремум n + 1 производных погрешности ε. Формула для расчета погрешности экранных координат: ( ) ( ) +      ∆⋅−+      ∆⋅+      ∆+∆=∆ 2 2 22 2 cos sin cos cos cos sin R R DG D R DG G R D ц βββ βα 2 2cos sinsin       ∆⋅⋅+ β β β R DG , ( ) ( ) 2 2 22 2 cossincos       ∆⋅−+      ∆⋅−+      ∆+∆=∆ R R DG D R DG G R D ц ββ , (9) 121 где ∆β – погрешность географической широты, ∆G – погрешость определе- ния расстояния до цели, ∆R – погрешность определения расстояния до центра земли, ∆D – погрешность для направления на цель. Выполнение численных расчетов для рис.1, при погрешностью приемника GPS 15 м и диапазоне ГБО 200 м показывает, что угловая погрешность определения координат цели ≈ 3,77 × 10–6 рад, а линейная погрешность при этом составляет ≈ 24 м. При уменшении погрешности GPS до 0,05 м получаем: угловая погрешность определения координат цели ≈ 4,39 × 10–8 рад, а линейная погрешность при этом составляет ≈ 28 м. Таким образом, планшет дает возможность быстро и однозначно опре- делить координаты заинтересовавшей цели, дает более точное представле- ние об её форме и размерах. При исследовании прибережных зон нанесение планшета на спутнико- вые карты обеспечивает визуальную наглядность обследуемого участка ак- ватории, позволяет определять место расположения опасных в навигацион- ном смысле подводных объектов при составлении курсов на фарватерах. Использование спутниковых карт дает возможность развивать цифровые технологии в гидроакустике, что весьма перспективно в нынешнее время. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гончар А.И., Федосеенков С.Г., Шлычек Л.И., Шундель А.И. Построение план- шета обследованных акваторий по данным панорамного акустического ком- плекса // X междунар. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидро- физики-Га-2010».– СПб, 2010.– С.356-358. 2. Берлянт А.М. Картография.− М.: Аспект Пресс, 2002.– 740 с. 3. Серапинас Б.Б. Математическая картография.− М.: Академия, 2005.– 960 с. 4. Роджерс Д. Алгоритмические основы компьютерной графики.− М.: Мир, 1989.– 569 с. Материал поступил в редакцию 1 .12 .2011 г . АНОТАЦІЯ . Розглянуто основи побудови планшета обстежених акваторій гідроакустичного комплексу з нанесенням ехограм дна на супутниковій карті. Об- грунтовано актуальність і практичне значення результатів аналізу інформації побу- дованого планшета на прикладі сполучення із супутниковою картою і прив'язкою до географічних координат, при моніторингу акваторій. Наведено характерні при- клади реально обстежених ділянок. ABSTRACT. This work represents the basics of the map-case making for inquired areas by the waters sonar system with the application of the bottom echograms on a satellite map. The urgency and practical importance of the analysis of map-case information were substantiated on the example of the interface with the satellite map and geo-referenced in the monitoring of water areas. Typical examples of actual inquired areas were made.

Совмещение планшета панорамного гидроакустического комплекса со спутниковой картой

Institution

Ähnliche Einträge