Доплеровские гидроакустические лаги. Принцип действия. Двулучевые и многолучевые лаги. Методы повышения точности доплеровских лагов.

Принцип работы ГДЛ заключается в измерении доплеровского сдвига частоты высокочастотного гидроакустического сигнала, посылаемого с судна и отражённого от поверхности дна.

Принцип действия гидроакустического доплеровского лага осно­ван на эффекте Доплера, в соответствии с которым при относительном движении источника или приемника звуковых волн происходит изме­нение частоты принимаемых колебаний по отношению к излученным, причем это изменение, называемое доплеровским сдвигом, пропорци­онально скорости указанного относительного движения.

При использовании доплеровского гидроакустического лага и из­лучатель, и приемник колебаний находятся на судне.

Зависимость изменения частоты колебаний или длины волны, восприни­маемой наблюдателем, от скорости источника колебаний и наблюдателя при движении относительно друг друга, называется эф­фектом Доплера.

Принцип действия гидроакустического лага, основанного на эффекте Доплера и применяемого для измерения скорости судна относительно грун­та (дна), заключается в следующем.

В днище судна установлена антенна, действующая как излучатель и приемник ультразвуковых колебаний. В сторону дна из­лучаются ультразвуковые волны в виде узкого пучка под углом к плоскости горизонта.

Практическая реализация однолучевого доплеровского лага связана с рядом трудностей, основными из которых являются нелинейность зависимости от изменение угла при крене, дифференте и на качке.

Двухлучевые и многолучевые доплеровские лаги.

Эффективным способом устранения нелинейной зависимости между сдвигом частоты и скоростью судна является использование двухлучевой антенной системы.

По этой схеме акустические сигналы излучаются вдоль диаметральной плоскости судна в сторону носа и кормы под одним и тем же углом

Двухлучевая доплеровская система позволяет устранить недостатки, присущие однолучевому доплеровскому лагу.

Для определения не только продольной, но и поперечной составляющей скорости судна применяют трех-, четырех- или даже шестилучевые доплеровские системы Шестилучевые доплеровские системы, устанавливаемые на крупнотоннажных судах, предназначены не только для навигационных целей, но и для измерения небольших по значению поперечных составляющих скорости носовой и кормовой оконечностей судна, что важно при выполнении швартовных операций.

На практике углы наклона акустических лучей выбирают чаще всего равными 60°.

Рабочие глубины абсолютных доплеровских лагов находятся в пределах 200—300 м. При плавании на больших глубинах некоторые системы лагов можно переводить вручную или автоматически на работу в относительном режиме.

Погрешность, вызванная изменением скорости звука в морской воде, может достигать 4 %, поэтому в большинстве конструкций лагов приняты меры по компенсации или учету погрешности.

Коррекция выполняется вручную или автоматически по двум параметрам:температуре воды в районе антенны и ее солености. Точность показаний доплеровских лагов в абсолютном режиме довольно высока и при углах крена, дифферента, качки, не превышающих 2–3°, суммарная погрешность составляет от 0,1 до 3%