GPHIDRO GEODÉSIA E HIDROGRAFIA
MBES Collect SIMULADOR DE SONAR MULTIFEIXE

Ajuda Técnica do MBES Collect

Manual técnico de operação, parametrização acústica e interpretação dos produtos gerados pelo MBES Collect, com ênfase em equação do sonar, absorção, TVG, nível de fonte, swath efetivo, monitor de saturação e clipagem, detecção e produtos acústicos por ping.

Escopo

Este manual descreve os parâmetros de entrada, os modelos físicos implementados, os produtos numéricos gerados e os critérios de interpretação operacional das simulações.

Sonar multifeixe Painel operacional TVG SL mínimo Produtos acústicos

1. Visão geral do software

O MBES Collect é um simulador operacional de sonar multifeixe. O objetivo é permitir que o usuário altere parâmetros acústicos, ambientais, geométricos e operacionais e observe, em tempo de simulação, como esses parâmetros afetam o nível de sinal, a margem de detecção, a geometria do swath, o footprint, os produtos acústicos por ping, o monitor de saturação e clipagem, o swath útil e a distribuição dos pontos estimados no fundo.

O manual contempla o painel operacional, o Waterfall, a janela Backscatter, a Batimetria gridada, a coluna d’água sintética, a estimativa de SL mínimo, os indicadores de swath útil, o monitor de saturação e clipagem, a cobertura espacial, o risco de subamostragem e os alertas de consistência operacional.
O MBES Collect é um simulador acústico e operacional simplificado. Os resultados não substituem aquisição de campo, calibração instrumental, processamento hidrográfico completo ou análise metrológica de dados reais.

2. Guia de início rápido

  1. Selecione um preset de cenário ou um preset de meio aquático.
  2. Defina profundidade, swath, range, frequência, número de feixes e beam spacing.
  3. Ajuste Power Level, SL, ganho, TVG, tipo de pulso, ruído, DT e velocidade da embarcação.
  4. Escolha o tipo de fundo e, se necessário, ative fundo irregular, cardumes ou falhas de detecção.
  5. Inicie a simulação e acompanhe o perfil transversal, o painel operacional, o Diagnóstico Acústico, o envelope, o SNR, o monitor de saturação e clipagem e Waterfall.
Configuração inicial recomendada: água doce, profundidade de 20 m, frequência de 200 kHz, swath de 120°, 256 feixes, pulso CW de 0,3 ms e fundo sand.

3. Estrutura funcional e fluxo de operação

A estrutura operacional separa parâmetros de configuração, indicadores de coleta, visualizações geométricas, produtos acústicos por ping e produtos espaciais. A aba principal reúne o perfil transversal e os comandos de operação. O Waterfall ilustra a leitura ping a ping. A janela Backscatter apresenta o retroespalhamento físico, BS em dB, projetado em grade local do fundo, preservando as camadas de cobertura espacial e risco de subamostragem. A Batimetria apresenta a agregação gridada das sondagens válidas.

  • Painel lateral, parâmetros acústicos, meio, fundo, geometria, pulso, Power Level, SL, ruído e detecção.
  • Painel operacional, controles de beams, transmit, ocean, detection, ping rate, range, swath útil, saturação e espaçamento along track.
  • Waterfall, janela de produtos acústicos por ping e por feixe, com BS físico, retorno integrado (TS), SNR, EE, intensidade compensada por TVG, exportação PNG e comando Limpar.
  • Backscatter, janela espacial em coordenadas locais, com visualização do retroespalhamento físico, cobertura espacial e risco de subamostragem.
  • Batimetria, visualização gridada das sondagens válidas acumuladas por célula em coordenadas locais do levantamento.
  • Diagnóstico Acústico, resumo numérico, alertas de consistência e mensagens de condição operacional.

4. Referência de parâmetros

ParâmetroSímboloDefinição técnicaUnidadeValor típico ou faixaDica prática
Preset de cenáriocenárioConjunto predefinido de parâmetros para cenários operacionais típicos.categoriaÁguas rasas, reservatórios, canal, inspeção, águas profundas, backscatterAplicar como configuração inicial e ajustar os parâmetros conforme o objetivo da simulação.
Preset de meio aquáticopresetConjunto pré-configurado de salinidade, temperatura e velocidade do som.categoriaDoce, salobra, salgada temperada, salgada tropical, personalizadoUse água doce para rios e reservatórios.
Frequência centralfFrequência acústica principal do transdutor.kHz12 a 700 na interface; 100 a 700 em aplicações rasas típicasFrequências altas melhoram detalhe potencial, mas reduzem alcance por absorção. Frequências baixas representam cenários de maior alcance e menor resolução.
Power LevelSLNível de fonte acústica usado diretamente na equação do sonar.dB re 1 µPa a 1 m120 a 240Elevar SL aumenta diretamente o nível de sinal calculado. Um aumento de 3 dB representa duplicação da intensidade acústica em escala logarítmica.
SL mínimo estimadoSLreqNível de fonte mínimo calculado pelo modelo inverso da equação do sonar para manter EE positivo com margem adicional.dB re 1 µPa a 1 mdepende do cenárioInterpretar como estimativa do modelo. Valores inviáveis indicam incompatibilidade entre frequência, profundidade, meio, ruído, geometria e limiar de detecção.
Beamwidth TXβTXAbertura angular do setor transmitido, usada no footprint longitudinal e na área ensonificada.grau0,25 a 4,0Valores maiores aumentam a área ensonificada e reduzem a resolução geométrica along track.
Beamwidth RXβRXAbertura angular de cada feixe formado na recepção, usada no footprint transversal e no DIrx.grau0,25 a 4,0Valores menores representam feixes mais estreitos, maior diretividade e menor footprint transversal.
Lóbulos laterais RXSLRRXNível relativo efetivo dos lóbulos laterais de recepção em relação ao lóbulo principal. O valor 0 dB desativa a contribuição lateral. Valores negativos representam energia recebida fora do eixo principal.dB0, menos 13, menos 17,5, menos 20, menos 22, menos 25, menos 30, menos 32, menos 36, menos 40 e menos 70Use 0 dB como condição de referência, sem contribuição lateral. Use menos 13 dB para demonstrar contaminação lateral intensa. Use menos 30 a menos 36 dB para representar sistemas com maior supressão angular. Use menos 70 dB como condição praticamente desprezível.
Número de feixesnTotal de direções acústicas simuladas por ping.unidade256, 512 ou 1024Mais feixes aumentam densidade transversal, carga gráfica e volume exportado, mas não garantem resolução independente.
Beam spacingEA ou EDDistribuição angular uniforme, Equal Angle, ou espaçamento transversal aproximadamente uniforme no fundo, Equal Distance.categoriaEA ou EDEA concentra no nadir. ED busca distribuição transversal mais homogênea.
ProfundidadezDistância vertical média entre transdutor e fundo.m0,5 a 12000Controla range, largura de faixa, absorção acumulada, footprint e ping rate. Combinações de profundidade elevada com frequência alta devem ser interpretadas como extrapolação.
Velocidade da embarcaçãoVVelocidade usada para estimar o espaçamento longitudinal entre pings.m/s ou nós1 a 5 m/sQuanto maior a velocidade e menor o ping rate, maior o espaçamento along track.
Espaçamento along trackΔsDistância longitudinal entre pings sucessivos.mV/PRUse para discutir densidade longitudinal e risco de lacunas.
Velocidade do somcVelocidade homogênea usada no modelo acústico simplificado.m/s1400 a 1600 na interface; 1450 a 1530 como faixa usual em muitos cenários naturaisRepresenta apenas velocidade homogênea, sem perfil vertical e sem traçado de raios.
TemperaturaTTemperatura usada no cálculo de absorção.°C0 a 40Afeta principalmente a absorção em altas frequências.
SalinidadeSConcentração salina usada no cálculo de absorção.ppt0 em água doce, 35 no oceanoAlta salinidade e alta frequência podem tornar o SL requerido inviável em grandes profundidades.
Tipo de fundoclasseClasse sedimentar associada aos parâmetros GSAB.categoriaclay, mud, sand, gravel, rockAlterar para comparar a resposta angular associada a cada classe sedimentar.
RugosidadeσbDesvio padrão das variações topográficas aleatórias aplicadas ao fundo.m0 a 5Valores altos tornam o fundo visualmente irregular.
Modo fundomodoDefine se a cena usa fundo plano ou fundo irregular.categoriaPlano ou IrregularUse Plano para testes acústicos controlados.
Amplitude topográficaAtopoAmplitude das variações do relevo simulado.m0 a 20Use para demonstrar instabilidade de range e resposta angular.
CardumesfishAtiva alvos acústicos sintéticos de meia água na coluna d’água. Quando a probabilidade de falsa detecção é maior que zero, um cardume interceptado pode ser aceito como retorno raso se houver interceptação geométrica, EE positivo e detecção no envelope composto.liga ou desligadesligado por padrãoUse para discutir ecos antes do fundo, falsa detecção e diferença entre alvo visual e sondagem aceita.
Probabilidade de falsa detecçãoPfalseProbabilidade por ping de o cardume ser aceito como retorno raso.adimensional0 a 1A aceitação por feixe não é automática. Ela exige interceptação geométrica, EE positivo e detecção no envelope composto.
TS do cardumeTSfishForça de alvo aparente do cardume por feixe, usada na simulação de falsa detecção.dBmenos 35 a menos 5Valores menos negativos aumentam a chance de o cardume exceder DT.
Destacar falsa detecçãohighlightRealça visualmente os pontos aceitos como retorno raso por cardume.liga ou desligaligado por padrãoAltera a simbologia do ponto aceito. Não força aceitação e não muda o cálculo de detecção.
Falhas de detecçãoNfalhasNúmero de feixes rejeitados propositalmente.feixes0 a 50Use valores baixos para simular lacunas de sondagem.
Swath geométricoΘAbertura angular total solicitada.grau10 a 170 na interface; 90 a 140 como faixa operacional conservadoraSwath grande aumenta footprint, range nos bordos e perda de margem acústica em feixes externos.
Swath útilWútilParte do swath com feixes válidos segundo SNR, EE e detecção.m ou %depende do cenárioNão confunda faixa geométrica com faixa hidrográfica útil.
Range de escutaRmaxDistância máxima aguardada para retorno acústico.mmaior que z/cos(Θ/2)Range curto descarta feixes externos.
PING_TABLEPR(R)Tabela de referência que relaciona range operacional e taxa de ping.Hz60 Hz em ranges curtos até 0,6 Hz em 1200 mO ping rate também respeita o limite do tempo de ida e volta.
Tipo de pulsoCW ou FMForma de modulação temporal do pulso acústico.categoriaCW ou FMFM permite energia maior com resolução dependente da largura de banda.
Comprimento de pulsoτDuração temporal do pulso transmitido, limitada pela formação mínima do pulso e pela profundidade.msτmin(s)=10/f(Hz), equivalente a τmin(ms)=10/f(kHz); máximo por cτ ≤ z; limite estrutural até 20 msEm 12 kHz, o pulso mínimo físico é aproximadamente 0,833 ms. Em CW, pulsos longos aumentam energia, mas pioram resolução de alcance.
Largura de banda FMBWFMFaixa de frequências varrida pelo chirp.kHz1 a 100Maior BW melhora resolução comprimida.
Ruído espectralNcNível de ruído por unidade de banda.dB30 a 70Aumente para simular ambiente acústico degradado.
Limiar de detecçãoDTMargem mínima requerida para aceitar detecção.dB3 a 10Valores altos tornam a detecção mais seletiva.
Ganho AGCGControle de recepção ou visualização aplicado após o balanço físico de detecção.dB-30 a 30Não altera BS, TS, SN nem EE físico. Pode alterar a intensidade exibida e consumir headroom do receptor quando modelado antes do limite dinâmico.
TVGTVG(R)Time varying gain, compensação aplicada à imagem em função do tempo de chegada, portanto em função do range.categoria20 log(R), 30 log(R), 40 log(R), 20 log(R)+2αRGera a intensidade compensada para visualização. Não altera SL, TL, BS, TS, SN nem EE físico. Pode gerar clipagem visual, mas não corrige saturação física do receptor.
Produto acústico exibidoprodutoGrandeza exibida na aba Waterfall.categoriaBS físico, Retorno integrado (TS), SNR, EE, Intensidade compensada por TVGUse BS físico para leitura do retroespalhamento por ping e por feixe, Retorno integrado (TS) para o efeito da área ensonificada, SNR e EE para desempenho de detecção e Intensidade compensada por TVG para visualizar a compensação em função do range.
Cor do fundo no leque transversalprodutoProduto acústico usado no mapeamento cromático das sondagens do fundo.categoriaBS, TS, SNR, EE, Intensidade compensada por TVG, Nível recebido modeladoAltera apenas a representação cromática dos retornos do fundo no leque transversal. Não altera a detecção nem a batimetria. Nível recebido modelado representa o nível recebido antes da compensação por TVG, calculado pelo modelo do simulador.
Produto da coluna d’águaWCDProduto acústico usado no mapeamento cromático da coluna d’água sintética.categoriaSNR, EE, BS, TS, Intensidade compensada por TVG, Nível recebido modeladoUse para comparar a aparência da matriz range por feixe. O produto é didático e não representa dado bruto de fabricante. Nível recebido modelado representa o nível recebido antes da compensação por TVG.
Paleta do leque transversalpaletaRampa de cores aplicada ao leque transversal principal.categoriaclássica ou acústicaControla apenas a aparência da imagem. Não modifica cálculo, detecção, produtos exportados ou interpretação física.
Coluna d’água sintéticaWCDCampo raster semitransparente, limitado ao setor de feixes válidos e ao envelope do fundo.visualizaçãodesligada ou ligadaUse para ensino da geometria da coluna, retornos de meia água e realce de fundo. Não interpretar como WCD real medido.
Visão da janela BackscatterVisCamada espacial exibida na janela Backscatter.categoriaRetroespalhamento físico, Cobertura espacial, Risco de subamostragem, Incidência local, Sombra acústicaUse Retroespalhamento físico para visualizar o BS em dB projetado em grade local, Cobertura espacial para densidade de contribuição, Risco de subamostragem para diagnosticar lacunas, Incidência local para verificar o ângulo efetivo de retroespalhamento e Sombra acústica para avaliar a atenuação topográfica. Incidência local e Sombra acústica requerem modo Irregular e laterais.
Célula da janela BackscattercellTamanho da célula da grade espacial em coordenadas locais.mAuto, 0,25 m, 0,50 m, 1,00 m, 2,00 m ou 5,00 mCélula pequena não cria informação. Ela apenas evidencia lacunas quando a amostragem longitudinal ou lateral é insuficiente.
Histórico da janela BackscatterPingsNúmero máximo de pings recentes mantidos na composição espacial da janela Backscatter.pings20 a 200Controla o comprimento longitudinal exibido no eixo along track. Como cada ping corresponde a uma posição sucessiva da embarcação, o comprimento exibido em metros depende do número de pings acumulados, da velocidade da embarcação e do ping rate. Aumentar Pings amplia a extensão vertical exibida, mas não cria nova informação acústica nem melhora a resolução física do produto.
Escala de cor da janela BackscatterAuto, climModo de definição dos limites radiométricos da imagem.dB para Retroespalhamento físicoautomático por percentis ou manualUse Auto para inspeção geral. Use clim manual apenas quando precisar comparar imagens com limites fixos.
Suavização visual da janela BackscatterσFiltro gaussiano aplicado apenas à exibição da imagem espacial.pixel0 a 3Não altera BS físico nem profundidade. Use com cautela para não mascarar lacunas de cobertura.
Histograma lateral da janela BackscatterHist, BarrasResumo visual da distribuição dos valores finitos exibidos na imagem espacial.pixel e número de classes0 a 220 px, 8 a 96 barrasUse para avaliar contraste e distribuição radiométrica. Não substitui cobertura espacial nem risco de subamostragem.
Monitor de saturação e clipagemsatIndicador contínuo do headroom do receptor, separado da clipagem visual da imagem compensada.%idealmente abaixo da faixa críticaInterpretar em conjunto com SN e EE. Saturação do receptor indica risco de regime não linear. Clipagem visual por TVG indica problema de visualização, não de detecção física.

5. Equação do sonar e nível de fonte

A formulação central é uma forma monostática simplificada da equação do sonar, aplicada à resposta do fundo ou de um alvo acústico equivalente.

SN = SL − 2TL + TS − (NL − DIrx) + PG EE = SN − DT TS = BS + 10 log10(A) PG = 0 dB para CW; PG = 10 log10(BW · τ) para FM
Estimativa inversa do nível de fonte mínimo
  • A rotina estima o SL mínimo para obter EE positivo com margem adicional, usando os parâmetros acústicos, geométricos, ambientais e de ruído configurados no painel.
  • O cálculo é uma estimativa do modelo. Não substitui especificação de fabricante nem calibração acústica do transdutor.
SL_req = DT + margem + 2TL − TS + (NL − DIrx)
G não entra em SN, EE nem SL_req. O ganho deve ser interpretado como controle de visualização e de headroom da cadeia de recepção. Ele pode alterar o nível exibido e o risco de saturação do receptor, mas não melhora a margem física de detecção quando sinal e ruído são amplificados na mesma proporção.
Em configurações fisicamente incompatíveis, como alta profundidade, alta frequência e meio salino, o SL requerido pode ser marcado como inviável. Isso indica que a combinação de frequência, absorção, range, profundidade, ruído e limiar de detecção não é coerente para aquele cenário.

6. Absorção, TVG e perda de transmissão

A perda de transmissão combina espalhamento geométrico e absorção química e viscosa da água. O TVG, time varying gain, é tratado no MBES Collect como compensação aplicada à imagem em função do range. Ele gera a intensidade compensada para visualização, mas não altera energia transmitida, perda de transmissão, BS, TS, SN, EE nem a resposta angular GSAB.

TL = 20 log10(r) + α r / 1000 α = α_bórico + α_MgSO4 + α_viscoso TVG(R) = 20 log10(R) TVG(R) = 30 log10(R) TVG(R) = 40 log10(R) TVG(R) = 20 log10(R) + 2αR
Em água doce, os termos de absorção dependentes de salinidade são anulados no modelo. Em água salgada e frequência alta, a absorção pode dominar completamente o balanço acústico.
TVG não corrige saturação física do receptor. Se o receptor clipou antes da geração da imagem, a informação perdida não é recuperada por ajuste de TVG. O MBES Collect distingue saturação do receptor, associada ao headroom da cadeia de recepção, de clipagem visual, associada à intensidade compensada.
A perda de transmissão usa espalhamento esférico, 20 log10(r). Em água muito rasa, especialmente quando o alcance é muito maior que a profundidade, a propagação real pode se aproximar de comportamento em guia de ondas. Nesse caso, o modelo pode superestimar a perda e subestimar a margem de detecção.

7. Modelo de retroespalhamento GSAB

O GSAB representa a resposta angular do fundo por uma soma de dois termos. O primeiro descreve o pico especular próximo ao nadir. O segundo descreve a contribuição difusa associada à rugosidade e à resposta oblíqua do fundo.

BS(θ) = 10 log10 [ 10^(A/10) exp(−θ²/B) + 10^(C/10) |cos θ|^D ]
Convenção usada nesta ajuda
  • θ é usado em graus no termo exponencial especular.
  • B é tratado como parâmetro em grau², atuando diretamente como denominador de θ².
  • Usar exp(−θ²/(2B²)) com esses mesmos valores alargaria artificialmente o pico especular.
FundoA, dBB, grau²C, dBDBS(0°), dBBS(30°), dBInterpretação
Argila, clay−16,05,5−32,02,0−15,9−33,2Pico especular baixo e resposta difusa muito fraca.
Lama, mud−13,65,5−29,12,0−13,5−30,3Pico especular moderado e baixa resposta oblíqua.
Areia, sand−9,15,9−23,92,0−9,0−25,1Resposta especular alta e resposta difusa intermediária.
Cascalho, gravel−9,14,9−17,92,0−8,6−19,1Resposta difusa elevada em ângulos oblíquos.
Rocha, rock−6,04,5−14,02,0−5,4−15,2Resposta forte no nadir e manutenção de energia oblíqua.
Power Level, SL, ganho e TVG não devem alterar o BS físico. SL altera a energia transmitida e, portanto, pode alterar SN e EE. Ganho e TVG não alteram BS, TS, SN nem EE físico. Ganho pode consumir headroom do receptor. TVG pode clipar a imagem compensada. Nenhum deles modifica a resposta angular GSAB do fundo.

8. Três regimes angulares de backscatter

  • Regime especular (θ < ~15°), próximo ao nadir, dominado pela reflexão coerente e pelo contraste de impedância acústica entre água e sedimento.
  • Regime oblíquo (~15° a ~45°), em ângulos intermediários, dominado pelo espalhamento superficial associado à rugosidade e ao tipo de sedimento.
  • Regime de feixes externos (θ > ~45°), nos feixes externos, onde o range aumenta, o footprint cresce, a relação sinal-ruído diminui e a interpretação sedimentológica tende a ser menos estável.
Não interprete automaticamente valores altos de backscatter como rocha. A resposta depende de frequência, ângulo, rugosidade, inclinação local, composição do fundo, processamento e calibração relativa do sistema.

8.1. Lóbulos laterais RX e resposta angular do sistema

O MBES Collect representa lóbulos laterais de recepção como contribuição angular secundária ao retorno acústico observado. O parâmetro Lóbulos laterais RX define o nível relativo efetivo dessa contribuição em relação ao lóbulo principal. O valor 0 dB desativa a contribuição lateral e preserva a condição de referência sem contaminação angular.

O modelo adota uma formulação conservadora. A contribuição lateral é combinada em domínio de potência aos produtos acústicos observados, enquanto a batimetria permanece controlada pela detecção principal. Assim, o usuário pode avaliar contaminação acústica sem introduzir deslocamentos geométricos artificiais no fundo detectado.

P_RX,obs = P_RX,main + P_RX,sidelobe RX_obs,dB = 10 log10(P_RX,obs) SN_obs = RX_obs,dB − (NL − DIrx) + PG EE_obs = SN_obs − DT
ValorInterpretaçãoUso recomendado
0 dBContribuição lateral desativada.Usar como condição de referência, sem contribuição lateral.
menos 13 dBCaso agressivo, associado a baixa supressão angular e a padrões próximos de abertura uniforme sem apodização.Usar em aula para evidenciar contaminação lateral de forma clara.
menos 17,5 a menos 25 dBSupressão baixa a moderada.Usar em cenários de sensibilidade, nos quais o efeito lateral deve permanecer perceptível.
menos 30 a menos 36 dBSupressão angular mais forte e efeito visual discreto.Usar para representar sistemas com melhor controle de lóbulos laterais.
menos 40 a menos 70 dBSupressão muito forte.Usar como condição de contribuição lateral muito baixa ou praticamente desprezível.
Quanto mais próximo de zero for o valor negativo, mais forte é a contribuição lateral. Portanto, menos 13 dB produz efeito muito mais evidente que menos 36 dB. Em fundo plano e homogêneo, menos 36 dB pode gerar imagem visualmente semelhante à condição de referência, embora os diagnósticos numéricos registrem pequena contribuição lateral.
O valor selecionado representa uma resposta efetiva do sistema. Em sonares reais, o nível dos lóbulos laterais depende da frequência, da geometria do array, do espaçamento entre elementos, do sombreamento, do steering, da banda de operação e do processamento interno. O MBES Collect permite definir diretamente esse nível relativo efetivo para análise didática e avaliação de sensibilidade.
Os lóbulos laterais RX afetam produtos acústicos observados como RX, BS observado, TS observado, SNR, EE, intensidade compensada por TVG, Waterfall, Backscatter e campos diagnósticos exportados. O envelope temporal e a fase sintética da janela Envelope permanecem associados ao retorno principal e aos mecanismos de detecção descritos neste manual.

9. Detecção de fundo por amplitude e fase

O simulador distingue dois regimes de detecção. Até 45°, usa o algoritmo selecionado para a zona de amplitude. Acima de 45°, usa uma curva de diferença de fase para representar o princípio de detecção por cruzamento de fase zero em feixes oblíquos.

Se |θ| ≤ 45°: Amplitude Peak, Threshold ou WMT Se |θ| > 45°: detecção por diferença de fase, com cruzamento de fase zero WMT = Weighted Mean Time, centróide energético do retorno
A fase exibida é uma representação da diferença de fase para ilustrar o cruzamento de fase zero em feixes externos. Ela não representa simulação completa dos elementos do array, interferometria acústica real ou beamforming proprietário de fabricante.
Os lóbulos laterais RX são aplicados aos produtos acústicos observados e aos diagnósticos exportados. O envelope temporal e a fase sintética permanecem associados ao retorno principal e aos mecanismos de detecção descritos nesta seção. Assim, a janela Envelope deve ser interpretada como visualização do retorno principal, do ruído, do envelope e da diferença de fase representativa, não como decomposição completa dos lóbulos laterais.

10. Resolução vertical CW versus FM

No pulso CW, a resolução vertical está diretamente associada à duração do pulso. No pulso FM, a compressão de pulso permite associar a resolução vertical principalmente à largura de banda processada.

CW: Δz = c τ / 2 FM com compressão de pulso: Δz = c / (2 BW)
Tipo de pulsoVantagemLimitaçãoUso operacional
CW curtoBoa resolução em condições favoráveis.Menor energia total.Águas rasas e bom SNR.
CW longoMais energia transmitida.Pior separação de retornos se não houver processamento equivalente.Alcance maior quando detalhe fino não é prioridade.
FM ou chirpMais energia e possibilidade de compressão.Depende de largura de banda e processamento.Águas mais profundas e bordas fracas.

11. Visualizações do software

VisualizaçãoO que mostraComo interpretar
Perfil + Operação MBESGeometria transversal do swath, feixes, fundo, sondagens e comandos operacionais.Use para avaliar abertura angular, bordas, detecção e parâmetros ajustáveis durante uma coleta.
Leque transversal com coluna d’águaCampo raster semitransparente da coluna, retornos do fundo, feixes e sondagens sobrepostos.Use para visualizar a relação entre setor ensonificado, feixes válidos, retorno de fundo, falhas e alvos sintéticos de meia água.
Painel operacionalBeams, Transmit, Ocean, Detection, ping rate, range, swath útil, saturação e espaçamento along track.Relaciona os parâmetros de configuração aos controles operacionais de uma aquisição multifeixe.
WaterfallImagem por ping e por feixe nos modos BS físico, Retorno integrado (TS), SNR, EE e Intensidade compensada por TVG.Use BS físico para acompanhar o retroespalhamento ao longo dos pings e dos feixes. Use Retorno integrado (TS) para o efeito da área ensonificada, SNR e EE para margem de detecção e Intensidade compensada por TVG para avaliar a imagem após compensação em função do range.
Backscatter, visão Retroespalhamento físicoProjeção espacial do BS físico, em dB, em grade local do fundo, com eixo transversal across track e eixo longitudinal along track.Use para avaliar a resposta de retroespalhamento organizada espacialmente. A célula controla a discretização da grade, mas não cria resolução real. O histórico em pings define o comprimento longitudinal usado na composição.
Backscatter, visão Cobertura espacialPeso relativo ou densidade de contribuições por célula da imagem espacial.Use para distinguir baixo retroespalhamento de ausência de dado. Células com baixa cobertura indicam amostragem fraca, lacunas ou baixa contribuição de footprints.
Backscatter, visão Risco de subamostragemMapa diagnóstico baseado em max(Ix,Iy), em que Ix representa risco transversal e Iy representa risco longitudinal.Use para avaliar o efeito combinado de velocidade, ping rate, profundidade, swath, footprint e espaçamento entre feixes. Valores elevados indicam risco de lacunas ou baixa densidade espacial.
BatimetriaGrade das sondagens válidas acumuladas em coordenadas locais do levantamento.Use para avaliar a distribuição espacial das profundidades simuladas. Células vazias devem ser interpretadas como ausência de sondagem válida, não como profundidade zero.
EnvelopeForma temporal do eco no nadir e, quando habilitado, no feixe externo.Use para comparar retorno principal, ruído, envelope, diferença de fase e diferenças entre CW e FM. Os lóbulos laterais RX afetam produtos acústicos observados como RX, BS, TS, SNR, EE, Waterfall, Backscatter e diagnósticos exportados, mas não representam decomposição completa do envelope temporal nem da fase sintética.
SNR por feixeNível de sinal acima do ruído para cada ângulo.Use para identificar feixes abaixo do limiar ou com baixa margem de detecção. Não confundir SNR com saturação.
Monitor de saturação e clipagemIndicadores separados para saturação do receptor e clipagem visual da imagem compensada.Use para avaliar regime não linear do receptor ao alterar SL, comprimento de pulso e ganho. Use a clipagem visual para avaliar escala de imagem e TVG. Não use TVG para corrigir saturação física.
Diagnóstico AcústicoResumo numérico e alertas de consistência por ping.Use para rastrear SL, TL, BS, TS, NL, DIrx, SN, EE, absorção, saturação, clipagem visual e swath útil.
Na janela Backscatter, o seletor Vis alterna entre Retroespalhamento físico, Cobertura espacial, Risco de subamostragem, Incidência local e Sombra acústica. A camada Retroespalhamento físico exibe o BS em dB projetado em grade local, com seleção de método de imagem acústica pelo seletor Método. Cobertura espacial e Risco de subamostragem são camadas diagnósticas de amostragem espacial. Incidência local e Sombra acústica são camadas diagnósticas geradas a partir da normal local da superfície, disponíveis em modo Irregular.
Nota sobre Waterfall e Backscatter. O Waterfall e a janela Backscatter podem apresentar aparência visual diferente mesmo quando ambos usam BS físico. O Waterfall organiza o BS por ping e por feixe, preservando a leitura sequencial do histórico de aquisição. A janela Backscatter projeta o mesmo tipo de grandeza em uma grade espacial local, usando coordenadas across track e along track, tamanho de célula, histórico acumulado e escala de cor própria. Assim, diferenças de aparência entre as duas janelas podem decorrer da forma de organização da imagem, da discretização espacial, da cobertura por célula, da máscara de validade e dos limites radiométricos de exibição, não necessariamente de diferença no valor físico de BS calculado pelo modelo.

12. Imagens acústicas, coluna d’água e orientação espacial

As imagens acústicas do MBES Collect devem ser interpretadas de acordo com a natureza de cada janela. O Waterfall organiza produtos acústicos por ping e por feixe, com o ping mais recente exibido no topo. A janela Backscatter projeta o retroespalhamento físico e camadas diagnósticas em uma grade espacial local, usando os eixos across track e along track. A janela Batimetria usa a mesma referência espacial para representar a grade das sondagens válidas.

No leque transversal principal, a coluna d’água é apresentada como uma matriz raster sintética, semitransparente e limitada ao setor ensonificado. O campo é desenhado atrás dos feixes e dos retornos do fundo, respeita os feixes válidos e não deve ultrapassar o envelope do fundo detectado. A intensidade aumenta progressivamente em direção ao fundo, com realce sintético junto à interface fundo água.

A coluna d’água é um produto didático. Ela não representa WCD bruto de fabricante nem deve ser usada como evidência física de alvos reais. Quando os cardumes são ativados, o software gera uma camada visual de ecos sintéticos de meia água sobre a matriz da coluna. Essa camada não altera, por si só, as matrizes BS, TS, SNR, EE, Intensidade compensada por TVG e Nível recebido modelado. Quando a probabilidade de falsa detecção é maior que zero, o cardume pode ser aceito como retorno raso se for interceptado pelo feixe, exceder o critério de EE e for selecionado pelo detector no envelope composto. Nesse caso, a profundidade detectada, o range, o envelope, os produtos por feixe e as exportações passam a representar a falsa detecção naquele feixe. As falhas de detecção permanecem representadas como vazios coerentes com os feixes inválidos.

Produto cromáticoUso na interfaceInterpretação recomendada
BSColoração do fundo, Waterfall, Backscatter e coluna d’água sintética.Resposta angular de retroespalhamento associada ao fundo ou ao produto sintético derivado.
TSProduto por feixe e por ping, incluindo Waterfall e matriz de coluna.Retorno integrado pela área ensonificada, não equivalente ao BS físico isolado.
SNRProduto de margem sinal ruído para feixes, Waterfall e coluna d’água.Útil para avaliar robustez acústica e contraste relativo dos retornos sintéticos.
EEProduto de margem acima do limiar de detecção.Auxilia na distinção entre retorno detectável e retorno abaixo do limiar adotado.
Intensidade compensada por TVGProduto visual após compensação por range.Deve ser interpretado como imagem compensada, não como alteração do BS físico.
Nível recebido modeladoProduto associado ao nível recebido antes da compensação por TVG.Útil para discutir headroom, saturação do receptor e amplitude relativa do retorno recebido calculado pelo modelo.
A paleta do leque transversal pode ser alternada entre uma rampa clássica e uma rampa acústica. Essa escolha altera apenas a aparência da imagem. Ela não modifica detecção, profundidade, BS, TS, SNR, EE, TVG, matriz exportada ou qualquer cálculo físico do simulador.
Método de imagem acústica na janela BackscatterDescriçãoInterpretação recomendada
BS por feixeRepresentação espacial do BS físico calculado para cada feixe e ping.Leitura direta da resposta angular, da variação sedimentar e da coerência entre feixes.
Snippet sintéticoRepresentação baseada no retorno associado à vizinhança da detecção do fundo.Avaliação didática da relação entre detecção, batimetria, incidência local e imagem acústica.
Sidescan sintéticoReconstrução lateral simplificada do retorno acústico por ping.Leitura visual de faixas acústicas e comparação com produtos organizados por feixe.
Retorno máximo por rangeRealce do maior retorno em vizinhança angular.Identificação de retornos dominantes e contrastes acústicos fortes.

As camadas Incidência local e Sombra acústica auxiliam a avaliar a coerência entre relevo e resposta acústica. A incidência local representa o ângulo efetivo usado no cálculo do retroespalhamento, derivado da normal local da superfície. A sombra acústica representa a atenuação topográfica associada à geometria de iluminação.

Diferenças visuais entre Waterfall, Backscatter e Batimetria não indicam, por si só, inconsistência física. O Waterfall é temporal. Backscatter e Batimetria são espaciais. A comparação técnica deve considerar eixo, célula, histórico, máscara de validade, escala cromática e produto selecionado.

13. Indicadores operacionais, swath útil, saturação e alertas

O painel operacional reúne controles e indicadores associados à parametrização de uma aquisição multifeixe. A organização permite avaliar geometria, sinal, detecção, range, ping rate, saturação e densidade longitudinal sem reproduzir rotinas proprietárias de fabricantes.

IndicadorInterpretaçãoResposta operacional recomendada
Swath útilPercentual ou largura da faixa com feixes válidos segundo o modelo de SNR e EE.Reduzir swath, aumentar Power Level, SL, ajustar frequência, revisar ruído, reduzir DT ou limitar bordas.
Saturação do receptorIndicador didático contínuo de 0 a 100%, calculado a partir do nível recebido após ganho de recepção, antes da compensação visual por TVG. O clipping do receptor considera excedência do limite sintético adotado pelo software.Reduzir Power Level, SL, comprimento de pulso, ganho de recepção ou abertura quando o receptor estiver próximo do limite. Reduzir TVG não corrige saturação física do receptor.
Clipagem visual por TVGIndicador separado associado à intensidade compensada usada para visualização.Reduzir TVG ou ganho pode melhorar a escala visual, mas não altera BS, TS, SN nem EE físico.
Espaçamento along trackDistância entre pings sucessivos, calculada por velocidade da embarcação dividida pelo ping rate.Reduzir velocidade ou aumentar ping rate quando houver risco de baixa densidade longitudinal.
Cobertura espacialIndica o peso relativo de contribuições por célula na janela Backscatter.Use para separar ausência de dado de baixo retroespalhamento. Aumentar histórico, reduzir velocidade, aumentar ping rate ou revisar célula pode melhorar a leitura espacial.
Ix95Indicador percentílico do risco de subamostragem transversal, associado ao espaçamento entre feixes em relação ao footprint transversal.Reduzir swath, aumentar número de feixes, usar distribuição ED quando adequado ou revisar a profundidade operacional.
Iy95Indicador percentílico do risco de subamostragem longitudinal, associado ao espaçamento entre pings em relação ao footprint longitudinal.Reduzir velocidade, aumentar ping rate ou reduzir range quando o cenário permitir.
Range insuficienteO retorno esperado pode estar fora da janela de escuta.Aumentar range ou reduzir swath.
SL requerido inviávelO modelo inverso estima nível de fonte incompatível com a combinação acústica e geométrica adotada.Reduzir frequência, profundidade operacional, swath, ruído, DT ou revisar o meio aquático.
Modelo SVP simplificadoA velocidade do som é homogênea e não há ray tracing por perfil.Interpretar o resultado como propagação homogênea simplificada, sem extrapolação direta para previsão de campo.

14. Guia de cenários alinhado à apostila

CenárioConfiguração inicial recomendadaRisco principalControle em campo simulado
Águas rasas com objetivo de detalheFrequência alta quando o alcance permitir, setor moderado, pulso curto ou modo de alta resolução.Bolhas, reverberação, near field, excesso de dados e saturação.Monitorar saturação, estabilidade do fundo, densidade longitudinal e objetos.
Reservatórios e riosÁgua doce, frequência intermediária ou alta conforme profundidade, atenção a sedimentos em suspensão e margens inclinadas.Refração local, bolhas, fundo mole e geometria complexa nas margens.Comparar linhas, ajustar setor e observar limitação de SVP.
Canal de navegação ou dragagemConfiguração conservadora, ED, setor limitado quando a borda estiver fraca, foco em cobertura completa.Perder feições críticas nas bordas ao tentar maximizar produtividade.Verificar swath útil, densidade, EE e rejeição por feixe.
Inspeção de estruturasSetor e modo adaptados à geometria do alvo, alta densidade e frequência alta quando o range permitir.Usar configuração de batimetria convencional para paredes, pilares ou dutos.Validar visualmente a nuvem, sombras acústicas e cobertura ao redor do alvo.
Águas mais profundasFrequência mais baixa, pulso mais energético, swath conservador e velocidade reduzida.Perda de borda, ping rate baixo, footprint grande e menor resolução.Monitorar SNR, EE, bordas, densidade longitudinal e SL requerido.
Levantamento com backscatterManter frequência, tipo de pulso, Power Level, SL, ganho, modo de TVG, saturação, direção das linhas e estratégia de processamento consistentes.Produtos acústicos radiometricamente inconsistentes ou interpretação indevida de BS como intensidade compensada por TVG.Usar o BS físico para resposta do fundo, Retorno integrado (TS) para efeito da área ensonificada e Intensidade compensada por TVG como produto de visualização, preservando a distinção entre BS físico, retorno integrado, margem de detecção e imagem compensada.

15. Exportação e abertura no Qimera

A exportação do MBES Collect registra produtos numéricos e visuais para inspeção externa e rastreabilidade da simulação. A referência geográfica padrão representa uma região offshore na costa do Espírito Santo, com latitude inicial −20,315°, longitude inicial −39,882° e rumo inicial de 60°.

Arquivo exportadoConteúdoUso recomendado
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_xyz.csvLatitude, longitude e profundidade dos feixes válidos.Arquivo mínimo para importação como sondagens XYZ.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_full.csvCSV completo por sounding, incluindo ping, feixe, validade, ângulo, range, across track, profundidade, BS, TS, SNR, EE, rx_db, nível recebido modelado antes do ganho, rx_after_gain_db, nível após ganho, tvg_gain_db, intensidade compensada por TVG, saturação do receptor, clipagem visual, método de detecção, tipo de fundo, BS visual, modulação sedimentar, speckle acústico e ângulo de incidência. Quando os lóbulos laterais RX estão ativos, o CSV completo também registra campos diagnósticos associados à contribuição lateral, incluindo nível relativo dos lóbulos laterais, supressão equivalente, excesso por lóbulo lateral, razão de contaminação lateral, razão de desacoplamento por range, BS intrínseco, TS intrínseco e nível recebido principal.Arquivo principal para auditoria técnica da simulação.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_meta.jsonMetadados da missão simulada, versão do software, parâmetros acústicos, referência geográfica e configurações da cena.Rastreabilidade técnica da simulação.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_bs_fisico_matrix.csv, _ts_matrix.csv, _snr_matrix.csv, _ee_matrix.csv ou _intensidade_tvg_matrix.csvMatriz do produto acústico selecionado no momento da exportação. Quando o produto exportado é BS, a matriz corresponde ao BS físico, em dB. Esse mesmo produto é usado no Waterfall para leitura por ping e por feixe e na janela Backscatter para visualização espacial em grade local. Cada linha corresponde a um ping e cada coluna a um feixe, preservando a ordenação angular original. Os valores são gravados com seis casas decimais, em decibéis para BS, TS, SNR e EE, e em unidades de intensidade compensada para o produto Intensidade compensada por TVG. Feixes inválidos e valores não finitos são representados por células vazias, preservando a estrutura matricial sem inserir zeros artificiais.Suporte a análise matricial e radiométrica do produto selecionado, incluindo extração de estatísticas por ping e por feixe, geração de mosaicos auxiliares e auditoria do desempenho acústico ao longo da linha. O sufixo do nome do arquivo identifica univocamente o produto exportado, evitando ambiguidade entre BS físico e intensidade compensada por TVG, conforme recomendação de Lurton e Lamarche (2015) para rastreabilidade radiométrica de produtos de backscatter.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_bs_fisico.png, _ts.png, _snr.png, _ee.png ou _intensidade_tvg.pngImagem em escala de cinza de 8 bits do mesmo produto acústico selecionado para a matriz, gerada por normalização radiométrica robusta entre o 2º e o 98º percentis dos valores finitos da matriz, de vmin a vmax. Quando o produto é BS, a imagem é uma normalização visual do BS físico exportado. Feixes inválidos e valores não finitos são mapeados para pixel nulo, preservando a consistência geométrica entre matriz e imagem.Inspeção visual rápida do produto exportado em escala radiometricamente estável entre exportações de um mesmo cenário, conforme prática recomendada por Lurton e Lamarche (2015) e Lamarche et al. (2010) para visualização de mosaicos de backscatter, em que normalizações por percentil reduzem a influência de valores extremos isolados sobre a escala de exibição.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_mosaic_bs_fisico_matrix.csv, _mosaic_bs_fisico.png, _mosaic_coverage_matrix.csv, _mosaic_coverage.png, _mosaic_risk_matrix.csv, _mosaic_risk.png e _mosaic_meta.jsonProdutos opcionais do Mosaico BS espacial sintético, em coordenadas locais across track e along track. Incluem matriz do produto, imagem PNG, cobertura espacial, risco de subamostragem e metadados da grade.Use quando for necessário avaliar a organização espacial do BS e distinguir baixa resposta acústica de ausência de contribuição por célula. O mosaico é sintético e não substitui mosaico hidrográfico calibrado.
mbes_collect_AAAAMMDD_HHMMSS_snr.csvSNR por ping, feixe, ângulo e indicador de validade.Análise da margem acústica por geometria de feixe.
  1. Execute a simulação até gerar a cena desejada.
  2. Abra a opção de exportação do MBES Collect.
  3. Escolha uma pasta de saída organizada por projeto, data e cenário.
  4. Marque os produtos de saída desejados. A exportação contempla XYZ, CSV completo, JSON, matriz do produto acústico, PNG do produto acústico e SNR por feixe.
  5. No Qimera, use o caminho File → Import → Generic XYZ Sounding.
  6. Selecione o arquivo _xyz.csv e associe as colunas de latitude, longitude e profundidade.
  7. Confira unidade vertical, sinal da profundidade e consistência do sistema de referência antes de interpretar a cena.
Os arquivos exportados são produtos de simulação. Não devem ser misturados a dados reais sem identificação explícita nos nomes, metadados e documentação do projeto.

16. Limitações do modelo e condições de validade

O modelo de lóbulos laterais RX é uma aproximação efetiva da resposta angular de recepção. Ele não representa beamforming completo por elementos de array, não simula fase elementar de cada hidrofone e não deve ser interpretado como caracterização proprietária de um fabricante específico.

O MBES Collect representa um subconjunto da cadeia de aquisição multifeixe. A interpretação técnica exige distinguir variáveis modeladas, aproximações numéricas e processos instrumentais não simulados.

ElementoStatus no MBES CollectImplicação operacional
SVP e refração realNão há ray tracing por perfil de velocidade do som.Use apenas como modelo homogêneo de propagação.
Atitude, GNSS e patch testNão são modelados como cadeia metrológica completa.Não substitui processamento hidrográfico com dados reais.
Fase acústicaA fase exibida é uma representação da diferença de fase usada para ilustrar o cruzamento de fase zero em feixes oblíquos.Não interpretar como simulação completa dos elementos do array, interferometria acústica real ou beamforming proprietário de fabricante.
TVGCompensação aplicada à imagem em função do range. Aplicado como compensação da intensidade de visualização. Não altera BS, TS, SN nem EE físico.Pode gerar clipagem visual da imagem compensada. Não corrige saturação física do receptor e não recupera informação perdida por clipping anterior.
Backscatter, BSModelado pelo GSAB como resposta angular do fundo.Não deve ser confundido com SNR, EE, intensidade compensada por TVG ou retorno integrado (TS) pela área ensonificada.
WaterfallInclui BS físico, Retorno integrado (TS), SNR, EE e Intensidade compensada por TVG como camadas diagnósticas distintas. O método de imagem acústica, quando aplicável, é selecionado na janela Backscatter.Separar retroespalhamento físico, retorno integrado, margem de detecção e intensidade compensada por TVG.
Janela BackscatterProjeção espacial sintética de produtos acústicos em grade local do fundo, com cobertura, risco de subamostragem, incidência local e sombra acústica.Não deve ser interpretada como mosaico hidrográfico calibrado. Serve para treinamento sobre footprint, densidade espacial, cobertura, amostragem longitudinal, espaçamento lateral e resposta de retroespalhamento.
Coluna d’água sintéticaMatriz range por feixe exibida no leque transversal, com textura visual, realce de fundo e alvos sintéticos de meia água quando habilitados.Não representa WCD real medido. Serve para ensino da geometria do leque e da interpretação visual de retornos na coluna.
BatimetriaGrade das sondagens válidas acumuladas pelo simulador.Não substitui superfície batimétrica processada com controle hidrográfico real. Células vazias indicam ausência de sondagem válida.
Swath útilEstimado por validade dos feixes no modelo.Ajuda a distinguir faixa geométrica e faixa operacional aceitável.
Perda por transmissão em água rasaModelada por espalhamento esférico, 20 log10(r), sem transição explícita para guia de ondas.Em água muito rasa, a margem de detecção pode ser subestimada.
Ganho de recepçãoO ganho de recepção não entra no balanço SN nem no cálculo inverso de SL_req.Interpretar como controle de visualização e headroom. Pode contribuir para saturação do receptor se elevar o nível após ganho acima do limite dinâmico, mas não melhora EE físico.

17. Glossário técnico

TermoDefinição
AbsorçãoConversão de energia acústica em calor e perdas químicas durante a propagação.
AGCControle automático ou manual de ganho aplicado ao sinal recebido.
BackscatterEnergia acústica retroespalhada pelo fundo ou por alvos na coluna de água.
BS físicoResposta angular do fundo calculada pelo modelo GSAB, sem efeito de Power Level, SL, ganho ou TVG.
Janela BackscatterJanela espacial que projeta o BS físico em grade local do fundo, usando coordenadas across track e along track, com camadas de cobertura espacial e risco de subamostragem.
Cobertura espacialCamada que indica a densidade relativa de contribuições ou pesos por célula da imagem espacial.
Risco de subamostragemCamada diagnóstica baseada em max(Ix,Iy), usada para indicar risco de lacunas por espaçamento lateral ou longitudinal insuficiente.
Ix95Percentil 95 do índice de subamostragem transversal, associado ao espaçamento entre feixes e ao footprint transversal.
Iy95Percentil 95 do índice de subamostragem longitudinal, associado ao espaçamento entre pings e ao footprint longitudinal.
ClimLimites mínimo e máximo usados para mapear valores numéricos na escala de cor da imagem.
Sigma visualParâmetro de suavização aplicado apenas à imagem exibida. Não altera o dado acústico nem a profundidade.
BeamDireção acústica individual formada pelo sonar.
Beam spacingForma de distribuição transversal dos feixes ou sondagens, como EA ou ED.
BeamwidthLargura angular efetiva de um feixe acústico.
CardumeConjunto de alvos sintéticos inseridos na coluna d’água para representar retornos de meia água antes do fundo.
Coluna d’água sintéticaRepresentação raster didática da matriz range por feixe, limitada ao setor ensonificado e ao envelope do fundo.
Nível recebido modeladoNível do retorno recebido antes da compensação visual por TVG, usado para avaliar amplitude relativa, headroom e risco de saturação.
Paleta acústicaRampa cromática de visualização inspirada em displays acústicos operacionais, sem efeito sobre os cálculos físicos.
ChirpPulso FM com frequência variável ao longo do tempo.
CWPulso de frequência aproximadamente constante durante a emissão.
DIrxÍndice de diretividade de recepção usado no termo de ruído.
DTLimiar de detecção usado para aceitar ou rejeitar retorno acústico.
EE, Echo ExcessMargem entre a relação sinal ruído calculada e o limiar de detecção.
EnvelopeAmplitude temporal do eco após representação do pulso recebido.
Falha de detecçãoFeixe propositalmente rejeitado ou sem retorno válido, usado para simular lacunas de sondagem.
FaseRepresentação simplificada da diferença de fase usada para ilustrar o cruzamento de fase zero em feixes oblíquos. Não representa fase real dos elementos do array nem beamforming proprietário.
FMModulação em frequência, geralmente associada a compressão de pulso.
FootprintÁrea ou dimensão do fundo ensonificada por um feixe.
GSABModelo angular de backscatter com termo especular e termo difuso.
Modo DemoModo de execução destinado à apresentação controlada do software.
Near FieldRegião próxima ao transdutor em que o campo acústico ainda não se comporta como propagação distante idealizada.
NLNível de ruído integrado na banda considerada.
PING_TABLETabela de referência usada para interpolar a taxa de ping em função do range operacional.
SL_reqNível de fonte mínimo requerido pelo modelo inverso da equação do sonar para manter EE positivo com margem definida.
PingEmissão acústica individual e respectivo conjunto de retornos.
RangeDistância inclinada entre transdutor e ponto ensonificado.
Saturação do receptorCondição em que o nível recebido após ganho excede o limite sintético de resposta linear adotado pelo software.
Clipagem visualCondição em que a intensidade compensada por TVG excede o limite de visualização. Não deve ser confundida com saturação física do receptor.
SNRRelação sinal ruído expressa em decibéis.
SLNível de fonte acústica emitido pelo transdutor.
SVPPerfil de velocidade do som na coluna d’água. No MBES Collect, a propagação é representada por velocidade homogênea, sem traçado de raios por perfil vertical.
Swath geométricoFaixa angular ou transversal solicitada pela configuração.
Swath útilParte da faixa que mantém feixes válidos segundo o modelo de SNR, EE e detecção.
TLPerda de transmissão acústica ao longo do caminho.
Retorno integrado, TSGrandeza diagnóstica calculada como BS + 10 log10(A), em que A é a área ensonificada. Não deve ser confundida com BS puro nem com intensidade compensada por TVG.
TVGTime varying gain, compensação aplicada à intensidade em função do tempo ou do range. No MBES Collect, gera a intensidade compensada para visualização e não altera SL, TL, BS, TS, SN ou EE. Pode causar clipagem visual, mas não corrige saturação física do receptor nem recupera sinal já clipado.
TWTTTwo Way Travel Time, tempo de ida e volta do pulso acústico entre transdutor e alvo.

18. Referências bibliográficas

  • Francois, R. E.; Garrison, G. R. 1982. Sound absorption based on ocean measurements. Journal of the Acoustical Society of America.
  • Hamilton, E. L. 1980. Geoacoustic modeling of the sea floor. Journal of the Acoustical Society of America.
  • Lamarche, G. et al. 2010. Quantitative characterisation of seafloor substrate and bedforms using advanced processing of multibeam backscatter. Continental Shelf Research.
  • Lurton, X. 2010. An Introduction to Underwater Acoustics. Springer Praxis.
  • Lurton, X. 2013. Backscatter measurement by seafloor mapping sonars. GEOHAB Workshop.
  • Lurton, X.; Lamarche, G. 2015. Backscatter measurements by seafloor mapping sonars. Guidelines and Recommendations.

19. Créditos e contato

Desenvolvido por Prof. Dr. Italo O. Ferreira, GPHIDRO, Universidade Federal de Viçosa.

GPHIDRO · UFV · Prof. Dr. Italo O. Ferreira