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Maximo F. Wilhelm Summary of Features Digitally signed by Maximo F. Wilhelm DN: cn=Maximo F. Wilhelm, o=TTL, ou=TTL, [email protected], c=GT Date: 2012.07.28 04:02:58 -06'00' Seabed Data Dialogue showing: - Profile Range from track zero - Water Depth at profile position - LF Seabed Reflection Loss Category – may be edited - HF Seabed Reflection Loss Category – may be edited - Seabed Parameters – may be edited - Default sediment parameters are given for a variety of sediment types Propagation Loss Analysis Main Screen Using climatological data, colour coded charts and data readout of: - Bathymetry - Sea Surface Temp. - Sea Surface Salinity - Sonic Layer Depth - Shallowest Channel Depth - Depth Excess - Range to First Convergence - Thermocline Gradient Zone - Wave Height - Surface Wind Speed - Surface Pressure - Surface Air Temp. - Surface Dew Point - Surface Air Temp.-Surface - Surface Sea Temp.-Surface Dew Point Dew Point - Gale Probability Using climatological data, profile displays of: - Temperature - Salinity - Sound Speed - Potential Density - Buoyancy Frequency Profile displays and data readouts are updated in real time as the mouse moves over the chart area. Temporal resolution is one month. Chart Projections - Flat Plan - Polar Overlays - Lat-Long Grid - Contrasted Depth Bands - Additional Depth Contours - Oceanographic Place Names - Vectors - Text Chart Sizes The system provides a zoom facility with slightly different zoom limits. - Flat Plan: Maximum – Global, Minimum – 0.1 deg longitude - Polar: Maximum – Outer Space View, Minimum – 0.1 deg latitude Propagation Loss Displays Single or multiple bearing, colour coded displays for the following sonar types: - Active - MonoStatic - BiStatic - Passive - Passive Intercept Bearings or groups of bearings may be selected and each bearing may be individually modified for FOM. Propagation Loss Parameters The following parameters may be updated from the main screen menus without selecting a new sonar: - Sonar Depth - Target Depth - Receiver Depth (Mono and – Frequency BiStatic) - FOM - Sea State - Reverberation – On or Off Environment Editor Vertical Cross Sections and Profile Displays for the Current Track of: - Temperature - Salinity - Sound Speed - Potential Density - Buoyancy Frequency The profile display (top right) is updated in real time as the mouse moves over the cross section display. The flat plan chart (bottom left) shows current bearing and current profile position on the cross section display. Bearings are based on sonar position and are selectable at 15 degree intervals. Profile Analysis showing: - Profile Range from track - Water Depth at profile position zero - Sonic Layer Depth - Sonic Layer Cutoff - Depth XS Frequency - CZ Potential - Sound Channel data for upper four sound channels (top, axis, base, strength, cutoff frequency) All data is updated in real time as the mouse moves over the cross section display. © [2011] Ocean Acoustic Developments Ltd Displays Vertical cross section displays of: - Probability of Detection - Acoustic Ray Trace (PODgram) Graph displays of: - Propagation Loss – up to four target depths per screen - Reverberation Loss – surface and seabed presented separately Input Parameters The following parameters may be updated without selecting a new sonar: - Propagation Loss graph - PODgram display depth axes maximum and - Maximum display range for all minimum values displays - Sea State - Seabed Type (for reverbs) - Sonar Depth - Sonar Frequency - Figure of Merit - Target Depth – four possible - Target Strength (for values reverbs) - CW Doppler Corrections (for CW sonar reverbs) Display Options The following options may be switched on or off as required: - Propagation Loss Curve Smoothing - PODgram Smoothing - Reverberation Calculations - Propagation Loss Curve Markers (for use in b&w printing) - FOM Line on Propagation Loss Curve Displays Data Sets The following data sets are provided with the WADER32 software. All provide global coverage. Bathymetry and Land Elevation Land elevation is provided by the GLOBE data set. Bathymetry is provided by GEBCO at 1 minute grid spacing. Water Column WADER32 is issued with the latest version of the World Ocean Atlas (WOA) in SE format. This is a modified version where all profiles have been extended vertically to ensure they all reach the seabed and area coverage has been improved to ensure that profiles are available in all sea areas, especially coastal areas. WOA data is at 1 degree grid spacing. Above Water Data US Navy Marine Climatic Atlas of the World. Figure of Merit Calculator All screens capable of generating propagation loss data can access the embedded Figure of Merit (FOM) calculator. This provides spreadsheet style FOM calculations for the following sonar types: - Active - Passive Intercept - Passive Broadband - Passive Narrowband using - Passive Narrowband using Background Noise 50Hz Shipping Noise Propagation Loss Models HODGSON Model Author: John M Hodgson. OAD Frequency range: 50Hz to over 10kHz [1] Depth limits: None Range limits: None Theory: Acoustic Beams created using ray theory Verification: [1] Range dependence: Interpolated between seabed break points in terms of sound speed profile, absorption loss profile and temperature profile. Stepwise between seabed break points in terms of sea state and seabed/sediment type Comment. The HODGSON Model is British Crown Copyright. MIMIC Model Author: John M Hodgson. OAD Frequency range: 1Hz to 300Hz [2] Depth limits: None Range limits: One water depth Theory: Eigen rays, coherent summation Verification: [2] Range Dependence: None. Maximum range limited to one water depth RAM Model Author: Dr M D Collins. US NRL Labs Frequency range: 1Hz to over 300Hz [3] Depth Limits: None Range limits. None Theory: See RAM Documentation Verification: OAD Range Dependence: Stepwise between seabed break points Comment. The RAM model has been produced in the US by Dr Mr M D Collins at NRL. The RAM model, together with documentation and source code is available via FTP from the Internet at ram.nrl.navy.mil in the directory /ftp/pub/ram. RAM has been included as an external ‘Engine’ with the WADER system specifically to calculate propagation loss at long ranges at frequencies below 301Hz [4]. Apart from a few minor changes to the output routines and array sizes the model has been compiled ‘as is’ from the FTP site. [1] The model has been formally verified for frequencies between 150Hz and 10kHz. This does not mean that it is not valid outside this frequency range, merely that no attempt has been made to validate it below 150Hz or above 10kHz. In fact the model has been shown to work well at much higher frequencies and, with care, can be used successfully in Coherent Mode below 150Hz. For further details contact OAD. [2] The model has been formally verified for frequencies between 50Hz and 150Hz. No attempt has been made to verify the model below 50Hz. In practice the model is used successfully at much lower frequencies. For further details contact OAD. [3] Note that the quoted Frequency range is for RAM within the WADER system, not the absolute limits of the model. The upper limit for RAM for passive calculations is defined by the speed of the computer system rather than the capability of the model. [4] Subject to change as computer speeds increase. - In WADER specific ASCII ‘DTSV’ format from ASCII file. DTSV is an OAD format and allows single profiles or a grid of profiles to be imported as Depth-Temperature-Salinity triplets, Depth-Temperature pairs, Depth-Sound SpeedSalinity triplets or Depth-Sound Speed pairs. The file format is simple and robust. Files can be created easily using a text editor. - Using the WADER Profile Editor where existing profiles can be modified or deleted entirely and replaced. - In CPD format from Ultra Electronics IBIS Systems. Bathymetry Data can be imported: - Directly from ASCII file to replace an existing seabed section. When used in conjunction with an imported temperature or sound speed profile this allows the user to generate a completely customised environment for propagation loss calculations. - In standard XYZ format at high resolution to provide more accurate data in localised areas. Propagation Loss Data may be exported: - In Gridded format. When the models are used to create a PODgram the propagation loss data is generated using 500 depth steps and up to 500 range steps. Coherent HODGSON, MIMIC and RAM always use 500 range steps while Incoherent HODGSON will use 100 steps. This data can be exported in ASCII format for external analysis. - In Target Depth format. The system displays propagation loss curves for a maximum of four target depths on any single display. The propagation loss data associated with these curves can be exported in ASCII format for external analysis. Specifications Support Qualified support for the WADER 32 system or for any of its components is available exclusively from the authors at OAD. [1]. RAM is an exception and is used as an external ‘Engine’. All Trademarks are Acknowledged. We reserve the right to change any of the specifications without notice. Data Import & Export The default sources of water column (sound speed or temperature profiles) and bathymetry data are the data sets provided with the WADER system. However, in many cases users may wish to import their own data and/or export the results of propagation loss calculations for external analysis. WADER provides the following facilities to do this. Water Column Data may be imported: - In JJYY and/or JJVV format from ASCII file. The system can accept profiles as a single profile per file or as multiple profiles per file. The latter is useful if you wish to import a grid of profiles. © [2011] Ocean Acoustic Developments Ltd System Requirements Hardware Requirements Computer: Windows NT4.0, 2000, XP SP3, Vista, Win7 – 32 & 64 bit. Memory: Not an issue with any modern computer. Disc Space: 1.5Gb. Graphics: Minimum 1024 x 768 pixels, 16 bit colour. Note that WADER32 will also run well under MAC OS and LINUX using the VMWARE package. Graphics Export Every screen has a menu option to send the screen, or sections of it, to clipboard, printer or Bitmap (JPG, TIFF or GeoTIFF format). Authors WADER 32, including the embedded HODGSON and MIMIC models, has been designed, developed and implemented entirely by the sole co-directors of Ocean Acoustic Developments Ltd, John and Diane Hodgson [1]. All data sets have been extracted from the public domain and without exception enhanced at OAD using techniques designed and developed at OAD. Sumario de características Pantalla principal Uso de datos climatológicos, gráficos codificados en color y lectura de datos en: - Batimetría. Salinidad de la superficie del mar. La profundidad más baja del canal. Rango para primera Zona de Convergencia. - Velocidad de viento en superficie. - Temperatura de aire en superficie-Punto de condensación. - Probabilidad de temporal. - Temperatura de superficie del mar. - Profundidad acústica de la capa. - Exceso de profundidad. - Gradiente de termoclina. - Altura de ola. - Presión de superficie. - Punto de condensación de superficie. - Punto de condensación de superficiePunto de condensación. El uso de datos climatológicos, visualizaciones de perfil de: - Temperatura - Velocidad del sonido - Frecuencia de flotabilidad. – Salinidad. - Densidad potencial. Las visualizaciones de perfil y lecturas de datos se actualizan en tiempo real cuando se desplaza el mouse o cursor sobre el área del gráfico. La resolución de temporal es de un mes. Proyecciones de Gráfico - Esquema de compaginación. – Polar. Transparencia Superpuesta - Latitud-longitud bajo red. - Bandas de profundidad en contraste. - Contornos adicionales de profundidad - Nombres de lugar oceanográficos. - Vectores – Texto. Tamaños de Gráfico El sistema proporciona una función de enfoque con límites de ampliación levemente diferentes. - Esquema de compaginación: Máximo–Global, Mínimo – longitud 0.1°. - Polar: Máximo–Vista desde Espacio Exterior, Mínimo - latitud 0.1°. Visualización de Perdida de Propagación La orientación individual o múltiple, visualizaciones con códigos de color para los siguientes tipos de sonar: - Activo - Mono-estático. - Bi-estático. - Pasivo. - Pasivo Interceptor. Se permite seleccionar orientaciones o grupos de orientaciones y cada orientación puede modificarse de forma individual por el FOM (Figure of Merit) [Factor de Calidad (FDC)] por sus siglas en inglés. Parámetros de la Pérdida de propagación Los parámetros siguientes pueden actualizarse desde los menús de la pantalla principal sin seleccionar un nuevo sonar: - Profundidad del sonar. - Profundidad (Mono y Bi-estática) del receptor. - Estado del mar. - Reverberación –Encendido (On) o apagado (Off). - Profundidad meta. – Frecuencia. - FOM (Figure of Merit)[Factor de Calidad (FDC)]. Editor de Entorno Secciones representativas verticales y Visualizaciones de Perfil para la Trayectoria Actual de: - Temperatura. – Salinidad. - Velocidad del sonido. - Densidad potencial. - Frecuencia de Flotabilidad. La visualización del perfil (de lado derecho superior) se actualiza en tiempo real cuando el mouse o cursor se mueve sobre la visualización representativa transversal. La tabla de esquema de compaginación (abajo a la izquierda) muestra la orientación actual y la posición actual de perfil en la vista del esquema de compaginación. Las orientaciones están basadas en la posición del sonar y son seleccionadas a intervalos de 15° grados. El Análisis de perfil muestra: - Rango del perfil de la trayectoria cero. - Profundidad del agua en posición de perfil. © [2011] Ocean Acoustic Developments Ltd - Frecuencia de Atajo de capa sónica. - Profundidad de la capa sónica. - Profundidad XS - Potencial CZ - Datos del canal de sonido para los cuatro canales de sonido superiores (superior, eje, base, resistencia, frecuencia de atajo). Se actualizan todos los datos en tiempo real al mover el mouse o cursor sobre la visualización de la sección representativa. La comunicación de datos de fondo del mar muestra: - Rango de perfil de la trayectoria cero. - Profundidad de agua en posición de perfil. - Categoría de pérdida por reflexión del fondo del mar de LF (Low Frequency) [BF (Baja Frecuencia)]- puede editarse. - Categoría de pérdida por reflexión del fondo del mar de HF (High Frequency) [AF (Alta Frecuencia)] - puede editarse. - Parámetros de fondo del mar - puede editarse. - Para una variedad de tipos de sedimentos son dados los parámetros predeterminados de los mismos. . Análisis de la pérdida de propagación Exhibición Exhibe secciones representativas verticales de: - Probability of Detection Diagram – Trace de rayo acústico. (PODgram) [Diagrama de Probabilidad de detección (DgramPD)] Exhibe gráficos de: - Baja de propagación - hasta cuatro profundidades meta por pantalla. - Baja de Reverberación – se presenta por separado la superficie y el fondo del mar. Parámetros de la entrada de información Sin tener que seleccionar un nuevo sonar se pueden actualizar los parámetros siguientes: - El gráfico de Pérdida de Propagación disminuye valores máximos y mínimos. - Estado del mar. - Profundidad del sonar. - Figure of Merit (FOM) [Factor de Calidad (FDC)]. - Fuerza del objetivo (para reverberaciones). - Profundidad de representación gráfica PODgram [Diagrama de Probabilidad de detección (DgramPD)]. - Rango máximo de visualización para todo gráfico. - Tipo de fondo del mar (para reverberaciones). - Frecuencia del sonar. - Profundidad Meta – cuatro valores posibles. - Correcciones CW Doppler (para reverberaciones de sonar CW). Opciones de visualización Según sea necesario, se pueden encender o apagar los controladores siguientes: - El ablandar de la Curva de Pérdida de Propagación. - El ablandar del PODgram [Diagrama de Probabilidad de detección (DgramPD)]. - Cálculos de reverberación. - Marcadores de Curva de Pérdida de Propagación (para uso en impresiones de blanco y negro). - Línea (FOM) [Factor de Calidad (FDC)] en las representaciones gráficas de la Curva de Pérdida de Propagación. Conjuntos de datos Los siguientes conjuntos de datos acompañan al software WADER32. Todos proporcionan cobertura global. Batimetría y Elevación de terreno La elevación de terreno es proveída por el conjunto de datos GLOBE. La Btimetría es suministrada por GEBCO en 1 espaciamiento minucioso de cuadricula. Columna de agua El WADER32 es editado con la versión más reciente de World Ocean Atlas (WOA) [Atlas Oceánico Mundial (AOM)] en formato SE. Se trata de una versión modificada en la que todos los perfiles verticalmente se han ampliado para garantizar que se alcance hasta el fondo del mar y la cobertura de área se ha mejorado para garantizar que estén disponibles los perfiles en todas las áreas marinas, especialmente en áreas costeras. Los datos del WOA [Atlas Oceánico Mundial (AOM)] están en espacios de 1 grado en cuadrícula. Datos sobre la superficie del agua US Navy Marine Climatic Atlas of the World [Atlas Mundial de Clima Marítimo de la Marina de Estados Unidos de Norte América]. Calculador del (FOM) [Factor de Calidad (FDC)] Todas las pantallas que puedan generar datos de pérdida por Propagación, pueden acceder al calculador de Figure of Merit Esto (FOM) [Factor de Calidad (FDC)] incorporado. proporciona cálculos de (FOM) [Factor de Calidad (FDC)] en estilo de hoja de cálculo para los siguientes tipos de sonar: - Activo - Pasivo Interceptor. - Pasivo de Banda Ancha. - Pasivo de Banda Estrecha usando Ruido de envío de 50 Hz. - Pasivo de Banda Estrecha usando interferencias de fondo. Modelos de pérdida por propagación Modelo HODGSON Autor: Gama de frecuencia: Límites de profundidad: Límites de alcance: Teoría: Verificación: Dependencia de Rango: John M Hodgson. OAD. 50 Hz a más de 10 kHz [1]. Ninguno. Ninguno. Beams acústicos creados al utilizar la teoría del rayo. [1]. Interpolada entre los valores que delimitan el fondo del mar en términos de perfil de velocidad del sonido, perfil de pérdida de absorción y perfil de temperatura. De manera gradual entre los valores que delimitan el fondo del mar en términos de estado del mar y el tipo de fondo del mar/sedimento. Comentario. El Modelo HODGSON es propiedad intelectual de la Corona Británica. Modelo MIMIC Author: John M Hodgson. OAD [Ocean Acoustic Developments Ltd] Gama de frecuencia: 1Hz to 300Hz [2]. Límites de profundidad: Ninguno. Límites de alcance: Una profundidad de agua. Rayos Eigen, adición coherente. Teoría: Verificación: [2]. Dependencia de Rango: Ninguna. Rango máximo limitado a una profundidad del agua. Modelo RAM Autor: Dr M.D. Collins. US NRL Labs. Gama de frecuencia: De 1 Hz a más de 300 Hz [3]. Límites de profundidad: Ninguno. Límites de alcance. Ninguno. Teoría: Ver documentación RAM. Verificación: OAD [Ocean Acoustic Developments Ltd] Dependencia del alcance: De manera gradual entre los valores que delimitan el fondo del mar. Comentario. El modelo RAM fue producido en los EE. UU. por el señor Dr. M.D. Collins en NRL. El modelo RAM, conjunto con la © [2011] Ocean Acoustic Developments Ltd documentación y el código-fuente están disponibles en Internet a través del sitio FTP en ram.nrl.navy.mil en directorio /ftp/pub/ram . Se ha incluido al RAM como un «Motor» externo con el sistema de WADER específicamente para calcular la pérdida de propagación en largos alcances a frecuencias inferiores de 301 Hz [4]. Además de unos pocos cambios de menor importancia en rutinas de resultados así como variedad de tamaños, el modelo fue compilado del sitio FTP «así como está». [1] El modelo para frecuencias de entre 150 Hz y 10 kHz Se ha verificado formalmente. Esto no significa que fuera de esta gama de frecuencias no sea válido, simplemente que no se ha intentado validarle por debajo de 150 Hz o por encima de 10 kHz. De hecho, se ha demostrado que el modelo trabaja bien a frecuencias mucho más altas, y con cuidado, puede usarse en forma o modo coherente por debajo de 150 Hz. Para obtener más información contáctese con OAD [Ocean Acoustic Developments Ltd]. [2] Se ha verificado formalmente el modelo para frecuencias entre 50 Hz y 150 Hz. No se ha intentado verificar el modelo por debajo de 50 Hz. En la práctica, el modelo se utiliza exitosamente en frecuencias mucho más bajas. Para el obtener de más información contáctese con la OAD [Ocean Acoustic Developments Ltd]. [3] Observe que la gama de frecuencia citada es para RAM dentro del sistema de WADER, y no los límites absolutos del modelo. Para cálculos pasivos, el límite superior para RAM es definido por la velocidad del sistema del ordenador o máquina computadora que por la capacidad del modelo. [4] Sujeto a cambios a medida que aumente la velocidad del ordenador o máquina computadora. Especificaciones Importación y Exportación de Datos Las fuentes predeterminadas de columna de agua (perfiles de temperatura o de velocidad del sonido) y de datos de batimetría son los conjuntos de datos proporcionados con el sistema WADER. No obstante, en muchos casos los usuarios pueden desear importar sus propios datos y/o exportar los resultados de los cálculos de pérdida de propagación para un análisis externo. Para hacerlo, WADER ofrece las siguientes opciones. Los Datos de la Columna de Agua pueden importarse así: - En formato JJYY y/o JJVV desde un archivo ASCII. El sistema puede aceptar perfiles como un perfil individual por archivo o como perfiles múltiples por archivo. El último resulta útil si usted desea el importar una cuadrícula de perfiles. - Del archivo de ASCII en formato específico ASCII ‘DTSV’ de WADER. DTSV es un formato de OAD [Ocean Acoustic Developments Ltd] y permite importar perfiles individuales o una cuadrícula de perfiles como grupos de tres ProfundidadTemperatura-Salinidad, pares de Profundidad-Temperatura, grupos de tres Profundidad-Velocidad del Sonido-Salinidad o pares de Profundidad-Velocidad del Sonido. El formato del archivo es simple y robusto. Los archivos pueden crearse fácilmente utilizando un editor de textos. - Utilizando WADER Profile Editor [Editor de Perfil WADER], de donde los perfiles existentes pueden modificarse o eliminarse por completo y ser reemplazados. - En formato CPD de Ultra Electronics IBIS Systems. Los Datos batimétricos pueden importarse: - Directamente desde el archivo ASCII para reemplazar una sección del fondo del mar existente. Cuando se utiliza conjuntamente con perfiles importados de temperatura o de velocidad del sonido, esto permite al usuario el generar un entorno completamente personalizado para los cálculos de pérdida de propagación. - En formato estándar XYZ en alta resolución proporcionar datos más precisos en áreas localizadas. para Los Datos de pérdida por propagación pueden exportarse: - En formato de Cuadrícula. Cuando se usan los modelos para crear un PODgram [Diagrama de Probabilidad de detección (DgramPD)], los datos de Pérdida de Propagación se generan usando 500 pasos de profundidad y hasta 500 pasos de rango. Coherent HODGSON, MIMIC y RAM siempre utilizan 500 pasos de rango, mientras que Incoherent HODGSON utilizará 100 pasos. Estos datos pueden exportarse en formato ASCII para su análisis externo. - En formato de Target Depth (Profundidad de Objetivo). El sistema muestra las curvas de pérdida de propagación para un máximo de cuatro profundidades meta en cualquier representación visual en particular. Los datos de pérdida de propagación asociados con estas curvas pueden exportarse en formato ASCII para su análisis externo. Requisitos de sistema Requisitos de Hardware Ordenador o máquina computadora: Windows NT4.0, 2000, XP Memoria: Espacio en disco: Gráficos: SP3, Vista, Win7 – 32 y 64 bit. No representa un problema para ningún ordenador o máquina computadora moderna. 1.5Gb. Un mínimo de 1024 x 768 pixeles, color 16 bit. Recuerde que WADER32 también se ejecutará bien con MAC OS y LINUX utilizando el paquete de VMWARE. Exportación de gráficos Cada pantalla obtiene una opción de menú para el enviar de la el despliegue de la pantalla, o partes de ella, al portapapeles, impresora o Bitmap (en formato JPG, TIFF o GeoTIFF). © [2011] Ocean Acoustic Developments Ltd