Sidescan sonarở đây là một thiết bị có độ phân giải cao thể hiện các hình ảnh cơ bản đáy nước ở hai bên tuyến khảo sát (xem hình dưới đây). Sidescan sonar không cung cấp cao độ tuyệt đối của các đối tượng mà thay vào đó là cao độ tương đối của đáy mà từ đó cao độ có thể ước tính. Sidescan sonar là một phương pháp thực tiễn dùng để thu thập hình ảnh hồi âm chi tiết đáy gọi là sonograph thông thường được in ra giấy bằng kỹ thuật analog. Hệ thống mới ở đây bộ ghi kỹ thuật số ghi được số liệu liên tục. Sidescan kỹ thuật số dùng kết hợp với máy hồi âm đa tia khi dò tìm với độ chính xác cao và khi nghiệm thu các tuyến luồng quan trọng.
Hình 1. Sidescan sonar
a.Nguyên lý hoạt động: một sidescan sonar bao gồm thiết bị ghi, một cảm biến để ngập trong nước, dây cáp nối hai thiết bị trên với nhau. Hoạt động cơ bản của sidescan sonar là thiết bị ghi nạp điện cho tụ điện trong “con cá”( phần thiết bị kéo ngầm dưới nước). Một lệnh có mang năng lượng từ thiết bị ghi truyền đến đầu phát (transducer), đầu phát sẽ phát ra một xung âm lan truyền trong nước. Sau một khoảng thời gian rất ngắn sóng âm phản xạ lại từ đáy nước sẽ được thu nhận bởi chính đầu phát, được khuếch đại và truyền về thiết bị ghi qua cáp kéo. Thiết bị ghi sẽ xử lý tín hiệu, số hóa chúng, tính toán vị trí tương ứng trong bản ghi cuối, từng pixel một, sau đó ta có thể in các sóng phản xạ này ra thiết bị ghi điện tử hoặc giấy nhiệt một chùm quét hoặc một đường đo.
Hình 2. Hệ thống Sidescan sonar
Số liệu thu được dưới dạng số hóa cho phép tính số hiệu chỉnh độ xiên để tạo ra một hình ảnh tương đối phẳng có thể dùng để ghép thành một vùng rộng lớn của đáy vừa được khảo sát. File số liệu kỹ thuật số có thể “trộn” với số liệu quét của máy hồi âm đa tia.
Hình 3. Các thành phần chính của Sidescan sonar
b.Chiều cao và tốc độ kéo thiết bị:
Chất lượng của số liệu là một hàm số của chiều cao “con cá” so với đáy hoặc đối tượng dưới đáy. Về cơ bản, với một cấu hình tiêu chuẩn, việc khảo sát được tiến hành với “con cá” ở cao độ so với đáy khoảng 8-20% phạm vi đo được cài đặt của sonar. Nếu kéo “con cá” cao so với đáy thì vùng khuất sẽ giảm và việc nhận biết địa vật cũng giảm. Nếu kéo “con cá” quá thấp sẽ giảm hiệu quả của tín hiệu ở vùng biên của hệ thống. Như thế nếu con cá được kéo thấp dưới 8% so với đáy phạm vi quét sẽ giảm. Tốc độ kéo được điều chỉnh sao cho mỗi địa vật được sóng âm phản xạ 3 lần.
c.Hình ảnh của đối tương khảo sát:
Độ chính xác hoặc khả năng nhận biết được kích thước địa vật đáy phụ thuộc và nhiều yếu tố bao gồm dạng vật liệu, kích thước và hình dạng của địa vật, độ phản xạ, tạp âm, nhiễu sinh học, tàu đắm, phản xạ bề mặt và mức độ ổn định của “con cá”. Một vùng khuất phía trước với tín hiệu phản xạ mạnh cho biết cóchỗ lõm lớn. Một vùng khuất ở phía sau với tín hiệu phản xạ mạnh cho biết có sự nhô lên của địa hình đáy.
d.Tính toán chiều cao của địa vật:
Chiều cao gần đúng của địa vật có thể ước tính từ bóng che của nó (xem hình 30). Độ phản xạ của sóng âm là một hàm của kích thước địa vật (vùng nhận được), hình dạng, hướng so với “con cá”, và kết cấu của nó. Thép và đá phản xạ tốt. Sợi thủy tinh, gỗ mềm, chất dẻo, cao su phản xạ yếu. Việc kiểm tra phải được thực hiện hàng ngày để chắc chắn phát hiện được các địa vật.
Hình 4. Độ cao của sidescan sonar và tính toán độ cao của địa vật
e.Xác định vị trí của địa vật:
Để có vị trí chính xác của sidescan sonar trước hết ta phải có vị trí chính xác của tàu khảo sát và tiếp đến là truyền vị trí chính xác đến “con cá”. Vị trí đầu phát của thiết bị được xem như điểm gốc của hệ tọa độ được sử dụng trên tàu. Hướng về trước và ra sau được gọi là hướng chính, khoảng cách vuông góc với hướng chính từ “con cá” tới mạn tàu gọi là offset. Thông thường, hướng chính là dương khi ở phía sau, còn offset là dương khi ở bên phải mạn tàu. Vị trí của transducer được tính từ anten của GPS bằng phương pháp hình học. Khi vị trí của “con cá” được xác định, vị trí của địa vật sẽ dễ dàng tính được. Đại lượng offset lấy từ bộ ghi của sonar. Trên hình 30 giá trị offset là dương đối với mạn phải và âm đối với mạn trái. Cho giá trị offset của “con cá” so với tàu khảo sát, vị trí của địa vật dễ dàng tính được.
Hình 5. Lưu dữ liệu khảo sát: Tính toán vị trí của địa vật
Về cơ bản có hai dạng lưu dữ liệu khảo sát. Phạm vi xiên đã được điều chỉnh giống như chụp ảnh hàng không khi địa hình đáy tương đối bằng phẳng. Biết độ cao của “con cá” so với đáy khoảng xiên từ “con cá” đến đáy hiệu chỉnh được. Ngoài ra tốc độ ghi giấy cũng được hiệu chỉnh dựa trên tốc độ di chuyển của tàu khảo sát. Khoảng cách thực theo phương ngang không thể lấy trực tiếp từ bộ ghi của sonar. Hình 31 cho thấy toàn bộ các gợn sóng cát. Những sóng cát này có thể cao đến 1m. Tảng đá thể hiện bằng một mảng đen thể hiện một phản xạ mạnh. Khoảng trắng phía sau tảng đá chính là chỗ khuất. Vị trí của tảng đá có thể xác định theo bộ ghi ( khoảng cách ngang tuyến). Độ cao vùng khuất được xác định để tiếp tục tính toán chiều cao của địa vật. Những vạch ngang đậm được tạo ra sau những khoảng thời gian đã định từ trước. Điều này cho phép người vận hành đồng bộ hóa việc ghi với vị trí và độ sâu.
f.Độ chính xác:
Cùng với thiết bị RTK (Real Time Kinematic)và thiết bị ghi nhận dao động (Motion Sensor) và phần mềm chuyên dụng Discover, hình ảnh dưới đáy nước sẽ được thu nhận với độ chính xác cao.
