Download - NAV DOPPLER
UE 5.0 - AULA 5.2
OBJETIVOS:• Descrever o princípio de funcionamento dos sistemas de navegação Doppler
• Conhecer o funcionamento da configuração JANUS• Relacionar as aplicações do sistema Doppler• Mostrar as fontes de erro• Compreender a importância de se dispor de um sonar Doppler em grandes navios
UE 5.0 - AULA 5.2
• Definição do sistema Doppler. Princípio de funcionamento do sistema.
• Partes componentes do Sistema de Navegação Doppler. A configuração JANUS.
• Empregos dos equipamentos Doppler.• As fontes de erro do sistema.
Referência: LT, páginas 1421 a 1424
Sumário:
SISTEMAS DOPPLER• SÃO SISTEMAS SONAR ESPECIAIS QUE, POR MEIO DA COMPARAÇÃO DAS MUDANÇAS DE FREQÜÊNCIA AO LONGO DO TEMPO PODEM FORNECER PROFUNDIDADE, VELOCIDADE E DIREÇÃO DO DESLOCAMENTO.
• DETERMINAM APOSIÇÃO REFEREN-CIANDO AS SONDA-GENS A UMA CARTA DE CONTORNO DE FUNDO (batimétrica)
1-EFEITO DOPPLER (definição)1-EFEITO DOPPLER (definição)
Existe uma variação de freqüência da onda, quando o emissor e o receptor estão se movimentando um relati-vamente ao outro.
No sistema, quando as ondas refletidas voltam ao transdutor, mede-se essa variação, que é conhecida como “desvio doppler”.
NAVEGAÇÃO DOPPLERNAVEGAÇÃO DOPPLER
é um sistema de navegação estimada; difere da navegação estimada comum em dois aspectos: - não usa agulha giroscópica (embora use um sistema giroscópico). - a distância navegada é obtida por meio das velocidades indicadas por sensores doppler;
C 1500 m/s
Conhecendo-se o valor da velocidade do som na água e medindo-se o tempo que a onda sonora leva para ir e voltar, obtém-se a velocidade do navio e a profundidade onde ele navega. Os sistemas Doppler normalmente trabalham entre 0,5 e 500 metros de profundidade (limitação)
- INICIALMENTE DIMINUI C/ A QUEDA DE TEMPERATURA
- ABAIXO DE 300M, AUMENTA COM A PRESSÃO
- AUMENTA COM A SALINIDADE
Limitação:
VELOCIDADE DO SOM NA ÁGUA:
- PROFUNDIDADE
- PRECISÃO
Determinado o Desvio Doppler, determina-se a velocidade que, integrada com o tempo, nos fornece a distância percorrida nos sentidos proa-popa e BE-BB; o arranjo dos transdutores é ligado a um sistema giroscópico de maneira que se saiba o deslocamento N/S e E/W, de acordo com o rumo do navio; eé necessária a introdução da posição inicial do navio e, a partir dela, a navegação é feita automaticamente.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
2-CONFIGURAÇÃO JANUS (componentes)2-CONFIGURAÇÃO JANUS (componentes)
no fundo do navio existem 4 transdutores: 2 alinhados com a linha proa-popa e 2 transversalmente;
os transdutores emitem feixes de energia ultra-sônica que formam ângulos de 30º com a vertical;
através da medida do desvio doppler da freqüência das ondas refletidas pelo fundo do mar é possível medir a velocidade de deslocamento nos eixos longitudinal e transversal;
transdutortransdutorprojetorprojetorhidrofonehidrofoneconsoleconsole
CONFIGURAÇÃO JANUSCONFIGURAÇÃO JANUS
3 - NAVEGAÇÃO DOPPLER - PLATAFORMAS ONDE PODEM SER INSTALADOS:- REMOTELY OPERATED VEHICLES (ROV) E AUTO- NOMOUS UNDERWATER VEHICLES (AUV), EM APOIO A INSTALAÇÕES OFFSHORE DE ÓLEO E GÁS, DUTOS, ETC- SUBMARINOS- NAVIOS DE SUPERFÍCIE (NAVEG., ATRACAÇÃO E LH)- BÓIAS OU FUNDEADOS (ADCP) (ONDAS/CORRENTE)
A) NAVEGAÇÃO BÁSICA: PARA NAVIOS DE SUPERFÍCIE E SUBMARINOS
APLICAÇÕES DA NAVEGAÇÃO DOPPLER:
C) PARA PLATAFORMAS SUBMARINAS (ROV, AUV) NÃO EXISTE SINAL GPS. NESSE CASO O SISTEMA DOPPLER (OU O INERCIAL) SUPRE(M) ESSA DEFICIÊNCIA.
D) APLICAÇÕES MILITARES: PROVÊ UMA GRAVAÇÃO DO “TRACK” DO DESLOCAMENTO, BEM COMO UMA NAVEGAÇÃO ESTIMADA PRECISA NAS AUSÊNCIAS DO SINAL GPS: SONARES, NAVEGAÇÃO DE MERGULHADORES, NAVEGAÇÃO AÉREA, ETC.
B) LEVANTAMENTOS HIDROGRÁFICOS E GEOFÍSICOS. VISAM COMPLEMENTAR AS FALHAS DE POSICIONAMENTO DO DGPS EM LOCAIS DE SOMBRA, SOB PONTES, TÚNEIS ETC.
EXEMPLO DE EMPREGO DE NAVEGAÇÃO DOPPLER:POSIÇÃO ATUALIZADA PELO GPS QUANDO SURGE UMBLOQUEIO ELETRÔNICO PELO INIMIGO. NESSE CASO OSISTEMA DOPPLER É IMUNE AO BLOQUEIO.
APLICAÇÕES MILITARES...
APLICAÇÕES MILITARES....
Navegação de MG
Varredura
D) APLICAÇÕES CIENTÍFICAS
MEDIÇÃO DAS CORRENTES EM ESTUÁRIOS, VARIAÇÃO VERTICAL DO NÍVEL DOS RIOS E OCEANOS
MEDIÇÃO DE CORRENTES MARINHAS, COM TRANSMISSÃO RÁDIO PARA O CONTINENTE
Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP)São equipamentos empregados para medir a circulação dos oceanos, em especial as correntes marinhas e ondas.
ONDAS: FUNCIONA COMO UM MARÉGRAFO, TANTO PARA ÁGUAS PROFUNDAS COMO
RASAS. CALCULA TAMBÉM A DIREÇÃO E A FREQÜÊNCIA
APLICAÇÕES CIENTÍFICAS...
ADCP
E) E) SONAR DOPPLER NO AUXÍLIO À SONAR DOPPLER NO AUXÍLIO À ATRACAÇÃO/DESATRACAÇÃOATRACAÇÃO/DESATRACAÇÃO
- PARA NAVIOS COM MAIS DE 100.000 TON DE DESLOCAMENTO É FUN-DAMENTAL CONHECER A VELOCIDADE DE A-PROXIMAÇÃO DO CAIS (MÁX. DE 0,06 m/s) E A VELOCIDADE PARA APROXIMAÇÃO DE FUNDEIO (MÁX. DE 0,15m/s)
ROV
HIDRO-GRAFIA
SUB AUV
VARREDURA
APLICAÇÕES DA NAVEGAÇÃO DOPPLER:
4- 4- AS FONTES DE ERROAS FONTES DE ERRO
Como em todo sistema de navegação estimada, os erros se acumulam com o tempo, sendo que suas principais fontes são:
erro devido a reflexão do ultra-som em partículas de matéria na água (plâncton);
erro na orientação dos transdutores;
AS FONTES DE ERRO...AS FONTES DE ERRO...
erros induzidos pelo movimento do navio;
erros da velocidade do som na água (temperatura, salinidade e pressão); e
erros devidos à perda de potência do sinal refletido.
ERROS COMPUTADOS...ERROS COMPUTADOS... Os equipamentos DOPPLER apresentam pequenos erros na medição de velocidade (0,1 nó), de altitude/profundidade (1 metro) e de distância navegada (0,01 milha).
O erro de medição de distância é de cerca de 0,17% do percurso navegado desde a última atualização de sua posição (GPS, por exemplo).
SUMÁRIO• Definição do sistema Doppler. Princípio de funcionamento do sistema.
• Partes componentes do Sistema de Navegação Doppler. A configuração JANUS
• Empregos dos equipamentos Doppler• As fontes de erro do sistema• Emprego do sonar doppler em atracações
Referência: LT, páginas 1421 a 1424