Лазерные гидрографические системы

В настоящее время за рубежом разработаны и успешно используются на практике лазерные навигационные системы, которые относятся к классу инструментальных систем. В данных системах с помощью бортового приемоиндикатора формируются численные значения координат места корабля.

Интерес к таким навигационным системам вызван, прежде всего, их способностью работать в условиях пониженной видимости, сумерках и в ночное время, а также высокой точностью и простотой измерений. Эти достоинства обусловлены малой угловой расходимостью лазерного луча, широкими возможностями сканирования и модуляции, монохроматичностью излучения, обеспечивающей насыщенность цвета, которая относительно легко позволяет различать его на фоне других огней и солнечных засветок. По указанным свойствам традиционные излучатели на много порядков уступают лазерным.

Лазерные инструментальные системы могут найти широкое применение при плавании по фарватерам, каналам, подходах к пирсам, причалам, постановке на бочки, оборудованные отражателями, при плавании вблизи берега с гористым изрезанным рельефом, где нужна большая разрешающая способность и минимальная «мертвая» зона, при поиске людей, спасательные средства которых покрыты отражающим слоем.

Лазерный створный маяк (ЛСМ) «Анемон» состоит из двух установленных на берегу лазерных маяков (узконаправленные лучи синхронно двигаются в горизонтальной плоскости, пересекаясь). Новая зрительная задача, решаемая судоводителем, состоит в том, чтобы вести судно в зоне одновременного (синхронного) восприятия огней, расположенных вдоль берега. При движении вдоль оси створа судоводитель видит одновременно оба лазерных огня в виде проблесков.

Лазерные огни совершенно безопасны для глаз. При отклонении от курса синхронность нарушается и возникает эффект «бегущего огня», указывающего направление возврата на фарватер. А временной интервал между вспышками указывает на величину уклонения от осевой линии (рис. 1.).

Рис.1. Принцип действия лазерного створного маяка «Анемон»

Проще говоря, при ориентировании по створу судоводитель наблюдает два красных проблесковых огня. При движении по oси створа два огня видны одновременно.

При отклонении от оси створа направление движения огней указывает необходимое изменение курса в сторону проблеска, появляющегося последним: если проблески наблюдаются как огонь, бегущий слева направо, то судно уклонилось влево, и чтобы вернуться на линию створа, необходимо взять «вправо», и, наоборот, если проблески наблюдаются как огонь, бегущий справа налево, то судно уклонилось вправо, и чтобы вернуться на линию створа, необходимо взять «влево».

Другой тип маяков построен на основе многоцветного полупроводникового лазерного излучателя световых импульсов наносекундной длительности с электронной накачкой и оптической системой формирования цветовых зон заданной пространственной конфигурации. Такие зоны обладают повышенной видимостью в экстремальных метеоусловиях и мешающих посторонних засветках.

…Особенностью лазера является возможность формирования на одной излучающей поверхности нескольких зон, излучающих свет красного, зеленого, желтого цветов. Пространственное распределение излучающих зон оптической системой переводится в угловое: центральный луч - желтый, боковые - зеленый и красный. Путем изменения геометрии излучающих площадок, можно подбирать угол раствора лазерного пучка, сохраняя при этом угловую энергетическую плотность излучения.

…Излучение лазера обладает повышенной видимостью в экстремальных метеоусловиях, в среднем превышающую метеорологическую дальность видимости от 3 до 5 раз.

… …Многоцветный полупроводниковый лазер позволяет создать створный маяк (ЛСМ), который формирует центральный створ в виде коридора, ширина которого задается конкретными требованиями. Такой створный маяк содержит два двухцветных ЛСМ на основе ПЛЭН, разнесенных в пространстве на ширину коридора.