NAV DOPPLER

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Aula de NAV2

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NAV DOPPLER

  1. 1. UE 5.0 - AULA 5.2 <ul><li>OBJETIVOS: </li></ul><ul><li>Descrever o princípio de funcionamento dos sistemas de navegação Doppler </li></ul><ul><li>Conhecer o funcionamento da configuração JANUS </li></ul><ul><li>Relacionar as aplicações do sistema Doppler </li></ul><ul><li>Mostrar as fontes de erro </li></ul><ul><li>Compreender a importância de se dispor de um sonar Doppler em grandes navios </li></ul>
  2. 2. UE 5.0 - AULA 5.2 <ul><li>Definição do sistema Doppler. Princípio de funcionamento do sistema. </li></ul><ul><li>Partes componentes do Sistema de Navegação Doppler. A configuração JANUS. </li></ul><ul><li>Empregos dos equipamentos Doppler. </li></ul><ul><li>As fontes de erro do sistema. </li></ul>Referência: LT, páginas 1421 a 1424 Sumário:
  3. 3. SISTEMAS DOPPLER <ul><li>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. </li></ul><ul><li>DETERMINAM A </li></ul><ul><li>POSIÇÃO REFEREN-CIANDO AS SONDA-GENS A UMA CARTA DE CONTORNO DE FUNDO (batimétrica) </li></ul>
  4. 4. 1-EFEITO DOPPLER (definição) <ul><li>Existe uma variação de freqüência da onda, quando o emissor e o receptor estão se movimentando um relati-vamente ao outro. </li></ul><ul><li>No sistema, quando as ondas refletidas voltam ao transdutor, mede-se essa variação, que é conhecida como “desvio doppler”. </li></ul>
  5. 5. NAVEGAÇÃO DOPPLER <ul><li>é um sistema de navegação estimada; </li></ul><ul><li>difere da navegação estimada comum em dois aspectos: </li></ul><ul><li>- não usa agulha giroscópica (embora use um sistema giroscópico). </li></ul><ul><li>- a distância navegada é obtida por meio das velocidades indicadas por sensores doppler ; </li></ul>
  6. 6. 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 n ormalmente trabalham entre 0,5 e 500 metros de profundidade (limitação)
  7. 7. - 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
  8. 8. <ul><li>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; </li></ul><ul><li>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; e </li></ul><ul><li>é necessária a introdução da posição inicial do navio e, a partir dela, a navegação é feita automaticamente. </li></ul>PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
  9. 9. 2-CONFIGURAÇÃO JANUS (componentes) <ul><li>no fundo do navio existem 4 transdutores: 2 alinhados com a linha proa-popa e 2 transversalmente; </li></ul><ul><li>os transdutores emitem feixes de energia ultra-sônica que formam ângulos de 30º com a vertical; </li></ul><ul><li>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; </li></ul><ul><li>transdutor </li></ul><ul><li>projetor </li></ul><ul><li>hidrofone </li></ul><ul><li>console </li></ul>
  10. 10. CONFIGURAÇÃO JANUS
  11. 11. 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)
  12. 12. 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.
  13. 13. APLICAÇÕES MILITARES...
  14. 14. APLICAÇÕES MILITARES.... Navegação de MG Varredura
  15. 15. MEDIÇÃO DAS CORRENTES EM ESTUÁRIOS, VARIAÇÃO VERTICAL DO NÍVEL DOS RIOS E OCEANOS MEDIÇÃO DE CORRENTES MARINHAS, COM TRANSMISSÃO RÁDIO PARA O CONTINENTE
  16. 16. Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) São equipamentos empregados para medir a circulação dos oceanos, em especial as correntes marinhas e ondas.
  17. 17. ONDAS: FUNCIONA COMO UM MARÉGRAFO, TANTO PARA ÁGUAS PROFUNDAS COMO RASAS. CALCULA TAMBÉM A DIREÇÃO E A FREQÜÊNCIA APLICAÇÕES CIENTÍFICAS... ADCP
  18. 18. E) SONAR DOPPLER NO AUXÍLIO À ATRACAÇÃO/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)
  19. 19. ROV HIDRO- GRAFIA SUB AUV VARREDURA APLICAÇÕES DA NAVEGAÇÃO DOPPLER:
  20. 20. 4- AS FONTES DE ERRO <ul><li>Como em todo sistema de navegação estimada , os erros se acumulam com o tempo, sendo que suas principais fontes são: </li></ul><ul><li>erro devido a reflexão do ultra-som em partículas de matéria na água (plâncton); </li></ul><ul><li>erro na orientação dos transdutores; </li></ul>
  21. 21. AS FONTES DE ERRO... <ul><li>erros induzidos pelo movimento do navio; </li></ul><ul><li>erros da velocidade do som na água (temperatura, salinidade e pressão); e </li></ul><ul><li>erros devidos à perda de potência do sinal refletido. </li></ul>
  22. 22. ERROS COMPUTADOS... <ul><li>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). </li></ul><ul><li>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). </li></ul>
  23. 23. SUMÁRIO <ul><li>Definição do sistema Doppler. Princípio de funcionamento do sistema. </li></ul><ul><li>Partes componentes do Sistema de Navegação Doppler. A configuração JANUS </li></ul><ul><li>Empregos dos equipamentos Doppler </li></ul><ul><li>As fontes de erro do sistema </li></ul><ul><li>Emprego do sonar doppler em atracações </li></ul>Referência: LT, páginas 1421 a 1424

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