Как стать автором
Обновить

Комментарии 52

Да конечно, но про приливы вообще на отдельную статью тянет

Если уж говорить про точность… Даже слабое волнение на поверхности меняет "глубину".


Вживую видел… Океанские волны на глубине 20м чувствуются. Мало того что дно под тобой туда сюда качается (в 10 см от маски), так еще показания на дайв компе скачут в пределах метра.

Вы правы, если над вами проходит гребень волны — это конечно влияет на показания. Но если уж совсем строго говорить, то глубина меняется и прибор должен на это реагировать )

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Сложно ответить на это в двух словах. С точным временем на дне есть сложности — там нечем питать устройство, точное время нужно уметь хранить. Плюс скорость звука это совсем не скорость света — она меньше и сильно меняется, а еще полоса частот очень узкая, есть зоны акустической тени, слой скачка скорости звука. Нечто близкое к тому, о чем вы говорите — это опорные точки донной длинобазисной системы. Я некоторое время назад опубликовал на хабре статью и там есть ссылки на работы, где рассказывают о применениях миниатюрных атомных часов в гидроакустической навигации. Вот ссылка на статью
Скорость распространения волны зависит от плотности, те же профили придётся собирать.
> и за счет центробежной силы притягивает на полюсах сильнее, чем на экваторе.

Всё же непосредственный вклад силы в разницу тяготений довольно мал. Большая часть разницы получается от того, что земля сплюснута с полюсов (из-за упомянутой силы), то есть на полюсах поверхность находится ближе к центру масс, чем на экваторе.
В целом да, но тут двояко — сплюснута она как раз из-за вращения. Вот здесь очень хорошо объяснено
А вот как быть теперь с рекордами в дайвинге?
Обратимся к Вики.
Нуно Гомес, 10 июня 2005 года, Дахаб — 318 м.
Паскаль Бернабе, 5 июля 2005 года — 330 м.
Ахмед Габр, 18 сентября 2014 года — 332,4 м.
Как пишет автор:
на первом километре глубины, вы можете ошибиться примерно на 30-40 метров,
тогда на глубине 300 м — ошибка порядка 10 метров. Т.е. все эти рекорды в пределах погрешности.
Интересно как это всё замерялось.
Имелось в виду на глубине порядка 1000 метров вы можете ошибиться на 30-40 метров. На 300 метрах при кривых руках — метров на 10 максимум (чаще 1-2-3). Я наверное неясно выразился.
На таких рекордах они ныряют вдоль жесткого троса с отметками
Тоже вопрос — насколько трос отвесен в воде.
Такие погружения не делают в местах с сильным течением
Неважно. Погрешность будет величиной второго порядка малости угла отклонения. Например, при всей важности экономии топлива в гражданской авиации, конструкторы самолетов не стесняются отклонять направление струи двигателя на 10 — 15 градусов в сторону от хвоста — потери тяги все равно не значительны.
Аналогия неточна. Отклонение на 10 градусов на 300 метрах даст ошибку в 5 метров. Ясное дело, что это второй порядок, но для рекорда это же важно.
Скажем в беге на 100 м — если бегун находится ближе к стартовому пистолету на 2 метра, то он его услышит на 6 мс раньше, а это уже может оказаться существенным — время округляется до 10 мс и… кто-то другой оказывается чемпионом мира.
(Пример не мой — кажется из журнала «Теника-молодежи» советских времен).
Думаю, для того кто нырнул на 300 метров — уже ничего не важно.
Для какого практического применения нужна точность измерения глубины выше, скажем, +-2%?
± 2 метра на 100 метров? Да везде в общем-то. Для навигации/позиционирования. Для батиметрии. Вон, даже рекорды по погружению — и те с долями метров указываются.
Для рекорда можно верёвкой померить, опять же польза — никто спорить не будет. Если надо спозиционировать что-то относительно чего-то на глубине то надо расстояние\направление между этими объектами и мерить, всяко точнее будет. Рельеф дна со временем меняется и такая точность там ни к чему.
Веревка не висит вертикально, растягивается, и пр. Если надо спозиционировать что-то в трехмерном смысле, то, пожалуй, правильно измеренная глубина — это то, что будет измерено с максимальной точностью. Потому что расстояние, пройденное звуком по слоистой среде измеряется еще хуже (в следующей статье объясню) из-за того, что скорость звука зависит от плотности. Погода тоже со временем меняется, но хотелось быть всегда точно знать какая она =) Опять же, это не моя блажь — это объективная реальность, в частности, на основании требований эксплуатантов.
Для какого практического применения нужна точность измерения глубины выше, скажем, +-2%?

В быту, наверное, ни для чего.
А так батиметрия всегда делается при любом морском строительстве (включая укладку трубопроводов и кабелей), при сейсморазведке и пр.
Вот ошиблись мы с данными глубины и положением трубоукладчика — и провис трубы изменился, её заломало.

Или вам надо поставить морской буй, где глубина километр. Ошибка 2% это 20 метров по глубине — а буй гуляет на поверхности по радиусу 200 метров (понятно что выбирается запас на волнение и приливы, но тем не менее). Ну ладно, для буя это не очень критично, а если это морская плавающая платформа с подведёнными трубопроводами и нефтью под давлением…

А ещё интересно становится, когда делается нормальная батиметрия однолучевым эхолотом, т.е. с последующим построением изобат. Прошли одним галсом — одна глубина, прошли поперечным — «кресты» не бьются. И как с такими данными вычислять изобаты… Вроде дно ровное, а у вас вместо гладких линий изобат — пила.

Так что рыбацкие эхолоты нервно курят в стороне, этот ширпотреб в серьёзной работе не применяется.

Что касается измерения глубины погружения — это одна из важнейших величин для гидроакустического позиционирования, особенно для USBL, где по сути идет одиночная засечка range-bearing и любая ошибка по глубине автоматически приводит к ошибкам в горизонтальной позиции. А гидроакустику, опять-таки, используют при строительсте, обследованиях и т.д.
И опять ответ очень абстрактный. Уровень воды относительно дна вещь непостоянная, бывают волны и приливы. Не лучше ли при прокладывании трубы брать за точку отсчёта не уровень воды а, например, во-о-он ту корягу на дне? И стабильнее, и точнее.
Нет, это не абстрактный ответ. Под водой нет визуальной видимости и такие методы привязки не работают, разве что для водолазов.

Измерение глубины это только первая часть. Уровень приливов на момент измерений либо вычисляется, либо измеряется береговой станцией. Одновременно измеряется качка на борту (прибор так и называется — компенсатор качки), регулярно ведётся журнал осадки судна. Все эти параметры при обработке исключаются и остаётся глубина по MSL (mean sea level).

Теперь мы можем вернуться сюда хоть через 10 лет — глубина по MSL останется такой же (таяние ледников мы не рассматриваем). Неважно в какое время суток, неважно в какую фазу луны, в какие волны — мы знаем эталонную глубину.

PS: компенсатор качки (heave sensor, иногда интегрируется в pitch-roll-heave) по сути высокоточный акселерометр, после двойного интегрирования получается вертикальная координата. Очень забавно смотреть на его изменяющиеся показания, когда медленно поднимаешь его с пола.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Если ваш колодец хотя бы не 100-300 метров глубиной, то едва ли смогу чем-то помочь )
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
С другой стороны если вас устроит точность ± 5 см присмотритесь к MS5541, MS5803-14 (на 14 бар) или MS5803-02 (на 2 бар). Но это все чипы. Его нужно паять, читать данные. В идеале ставить два — один наверху, другой — внизу. Предварительно откалибровав абсолютную разницу. Плюс они стареют и раз в год желательно их перекалибровывать.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
В зависимости от того, для чего вам надо и с какой точностью, ответы будут разными.
От магнита с поплавком до емкостного.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Зимой лед же будет на одном и том же уровне. В смысле как замерзло так считай всю зиму и будет. Вам нужно мониторить уровень воды зимой или приемлемо, что расстояние до поверхности неизменно, пока морозы не отпустят?
Или вы уже остановились на варианте с датчиками давления?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Я тут подумал, расстояние небольшое, может есть недорогой модуль лазерного дальномера — то это оптимальный вариант. На воду кусок пенопласта и до него измерять — милое дело
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Самое начало ответного сигнала — это отраженный от водной поверхности. Чего тут сомневаться?
Очень оптимистичное заявление. Вы когда-нибудь кричали в колодец? )))

Прослезился. Люто, просто люто плюсую! Как импульсные характеристики канала в мелководном водоеме — поди разбери, где там прямой, а где отражения. Всю карьеру борюсь с этим :)

Хотя, вся эта акустика дело такое. Человек возьмёт и измерит и в этом конкретном колодце при этом конкретном расположении все заработает )

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
гладкая глубокая труба с идеальной перпендикулярной отражающей поверхностью
Типичные рассуждения ардуинщиков в лабораторных условиях.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
А еще глубину можно измерить несколькими девайсами и объединить измерения фильтром Кальмана.
А что должен будет отфильтровать этот фильтр?
Шум измерений. На выходе точность получается выше, чем у каждого из измерений, взятых по отдельности. Это очень хороший инструмент инженера и его не так сложно освоить, как кажется, когда смотришь в теорию.

Почитать можно здесь How a Kalman filter works in pictures
Спасибо, я знаком с калмановским фильтром. Только в статье мы делаем допущение о том, что приборы не шумят и они у нас суперточные. Ошибки определения глубины здесь связаны не с точностью и зашумленностью измерений.
Ок, но приборы все-таки шумят и всегда можно заложить некоторую неопределенность, связанную с внешними неучтенными/неизвестными факторами.
Шикарная статья (для далёкого от этой темы человека), на одном дыхании прочитал! Ждём ещё.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Публикации

Истории