Ученые Массачусетского технологического института разработали акустическую систему, которая может функционировать как подводный GPS-маяк, не требующий применения батареи для поддержки своей работоспособности. Для получения GPS-координат подводных объектов была разработана принципиально новая система, получившая название Underwater Backscatter Localization (UBL) – система для определения координат подводных объектов путем обратного рассеивания (UBL).
Доказывать практическую значимость GPS-навигации не имеет никакого смысла – она очевидна каждому. GPS-технология нашла самое широкое применение в промышленности, хотя на старте своего развития и рассматривалась исключительно в интересах военного ведомства.
Но до сих пор существует большая проблема, которая еще не решена: применение GPS для определения координат объектов, находящихся под водой. Три четверти земной поверхности покрыто мировым океаном, в то время как сервис определения GPS-координат, находящихся под водой, до сих пор отсутствует.
Проблема подводного определения GPS-координат вызвана тем, что оно осуществляется по радиосигналам, получаемым от спутниковой группировки. В то же время распространение радиоволн в воде затруднено, потому что сигналы быстро рассеиваются. По этой причине для навигации под водой до сих пор применяются акустические гидролокаторы, а не более привычные радиорадары. Причиной является то, что луч радиорадара поглощается на удалении уже нескольких метров, в то время как акустические волны способны распространяться на тысячи километров во все стороны.
Создание подводного эквивалента GPS-навигатора давно представляет собой огромную научную и практическую значимость. Однако, по словам ученых Массачусетского технологического института, проблема использования акустики для создания подводного эквивалента GPS долгое время сдерживалась тем, что для традиционной генерации акустических сигналов требуются высокие затраты энергии. Это не играет существенного значения для атомной подводной лодки, но для небольших устройств, работающих от компактных аккумуляторов и выполняющих такие прикладные задачи, как отслеживание миграции животных, это представляет собой реальную проблему.
Проблему удалось решить исследователям MIT при поддержке Управления военно-морских исследований. Они обратились к свойствам пьезоэлектрических материалов, которые способны генерировать электрические заряды при механическом воздействии, в том числе под воздействием звуковых волн.
В созданной системе UBL используются пьезоэлектрические датчики, питающиеся от энергии, накопленной за счет пьезоэффекта при приеме отраженных звуковых волн. Сам звук, точнее звуковая волна, становится источником энергии.
Была решена проблема зондирования на мелководье, когда возникает сигнал отскока, который «тушит» основной сигнал мониторинга. Чтобы решить эту проблему, команда использовала скачкообразную перестройку частоты при отправке сигналов для исследования окружающего пространства. Поскольку они возвращались в разных фазах, то сигналы, отраженные от мелководья, использовались для зарядки аккумулятора, а сигналы, пришедшие от объекта изучения, по целевому назначению.
На данный момент система UBL прошла испытание на проверку концепции на мелководье, где она позволяла оценить расстояния с точностью почти до 50 см (20 дюймов).
Исследования продолжаются. Их конечная цель – создать навигационную технологию, которая позволит автономным транспортным средствам делать подробные GPS-карты дна океана.
Ранее редакция THG.ru опубликовала обзор игровой гарнитуры Razer BlackShark V2 X. Недавно выпущенная Razer игровая гарнитура Razer BlackShark V2 X стала упрощенным вариантом BlackShark V2. Это одно из самых недорогих решений, позволяющих получить качественный, виртуальный объёмный звук 7.1. Подробнее об этом читайте в статье “Обзор Razer BlackShark V2 X: отличный объёмный звук занедорого”.
