WorksheetsCAHO - Aula 4 - Princípios do Sistema Multifeixe
Total questions: 30
Worksheet time: 15mins
Name
Class
Date
1.
Com relação aos produtos básicos que um sistema multifeixe pode fornecer, podemos afirmar que:
a)
100% de cobertura batimétrica indica que todas as feições são conhecidas.
b)
O backscatter é gerado a partir dos valores de intensidade do eco.
c)
O backscatter contém informações de profundidade.
d)
Uma única linha de sondagem fornece cobertura batimétrica de 100%
e)
O swath depende apenas da abertura angular do swath.
2.
Uma das especificações de sistemas multifeixe é a abertura angular do feixe. Essa abertura angular depende de que?
a)
Do arranjo dos elementos dos transdutores, que devem estar espaçados de 1/4 λ.
b)
Da quantidade de elementos dos transdutores, espaçados por 1/2λ.
c)
Do índice de diretividade.
d)
Da geometria Mills Cross
3.
Considerando os sistemas de sondagem multifeixe, qual das alternativas melhor descreve seus produtos principais e as características essenciais de sua aquisição?
a)
Os produtos primários são a batimetria com 100% de cobertura e o backscatter para identificar o tipo de fundo. A batimetria é uma amostragem discreta de pontos, e a largura da varredura (swath) depende da profundidade e da abertura angular, sendo crucial para atender às ordens Especiais da S-44.
b)
Os sistemas multifeixe geram um mapa batimétrico contínuo do fundo e imagens acústicas que substituem completamente a coleta de amostras de sedimento para classificação do fundo.
c)
Os principais produtos são perfis batimétricos longitudinais e dados de rugosidade do fundo. A largura da varredura (swath) é fixa e não varia com a profundidade.
d)
Um sistema multifeixe fornece modelos de elevação com resolução uniforme em todas as profundidades e dados para detecção de anomalias magnéticas. O pós-processamento complexo dos dados não é necessário.
e)
Os produtos são pontos de profundidade esparsos e dados de refletividade para objetos isolados. A cobertura de 100% é um objetivo secundário, e a classificação do tipo de fundo é feita apenas por amostragem física.
4.
Para que um array de transdutores em um sistema multifeixe forme feixes acústicos de forma eficiente e ordenada, qual é o espaçamento ideal entre seus elementos?
a)
O espaçamento deve ser igual ao comprimento de onda completo da frequência usada.
b)
O espaçamento entre os elementos não afeta a formação do feixe, apenas o número de elementos.
c)
O espaçamento deve ser o menor possível, menos de um quarto do comprimento de onda.
d)
O espaçamento é ajustado automaticamente para compensar a velocidade do som na água.
e)
O espaçamento deve ser aproximadamente metade do comprimento de onda da frequência usada.
5.
Por que não é possível aumentar o tamanho de um array de transdutores de um sistema multifeixe indefinidamente?
a)
Porque arrays muito grandes criam muitos lóbulos de grade que atrapalham a medição.
b)
Porque a frente de onda acústica deixa de ser plana no transdutor e também por causa do alto custo, peso e dificuldade de instalação.
c)
Porque os computadores não conseguem processar a grande quantidade de dados gerada por arrays muito longos.
d)
Porque arrays longos ficam muito moles e instáveis no navio, perdendo a precisão.
e)
Porque o sinal acústico fica muito fraco em arrays muito extensos, diminuindo o alcance.
6.
Qual a relação principal entre a frequência de operação de um transdutor piezoelétrico e a espessura de seu elemento?
a)
Quanto maior a frequência de operação, mais grosso deve ser o elemento do transdutor.
b)
A espessura do elemento não tem relação direta com a frequência de operação.
c)
A espessura do elemento é determinada pela potência que ele precisa transmitir, não pela frequência.
d)
Quanto maior a frequência de operação, mais fino deve ser o elemento do transdutor.
e)
Elementos mais grossos sempre operam em frequências mais altas para maior alcance.
7.
Em um sistema multifeixe, o que é Beamforming?
a)
É o ajuste físico do transdutor para apontar o som para o fundo do mar.
b)
É o aumento da força do som que o sistema envia para o fundo.
c)
É a limpeza dos dados de profundidade para remover erros e ruídos.
d)
É a criação de um som especial para ver o que está debaixo do sedimento.
e)
É a forma como o sistema combina os sinais de vários elementos do transdutor, usando atrasos de tempo, para "escutar" melhor em uma direção específica.
8.
Como um sistema multifeixe que usa a geometria Mills Cross forma seus feixes acústicos?
a)
O feixe é criado pela área onde o som enviado (pulso transmitido) e o som recebido (sinal recebido) se encontram.
b)
O sistema envia um som de cada vez em direções diferentes para formar os feixes.
c)
O feixe é formado mudando a força do som enviado e vendo como ele volta.
d)
O transdutor tem um formato de cruz no navio, e isso cria o feixe.
e)
O feixe é formado analisando a fase do som que volta para um único transdutor.
9.
Em um sistema multifeixe com geometria Mills Cross, como os dois transdutores dispostos em ortogonalmente trabalham juntos?
a)
Ambos os transdutores enviam sons ao mesmo tempo, mas em frequências um pouco diferentes, e a profundidade é calculada pela diferença entre eles.
b)
Um transdutor é para ver o fundo e o outro é para ver o que está debaixo do fundo.
c)
Um transdutor corrige o balanço do navio para um lado e o outro corrige o balanço para frente e para trás.
d)
Um transdutor envia um som largo e o outro, que está em cruz, recebe o eco de forma estreita, e a combinação dos dois forma os feixes de profundidade.
e)
Um transdutor envia um som bem focado e o outro recebe o som de todas as direções para classificar o tipo de fundo.
10.
Como o tamanho dos transdutores (arrays) em um sistema Mills Cross afeta o tamanho do footprint?
a)
O footprint é pequeno e bem definido porque o som enviado é estreito em uma direção (por um transdutor longo) e o som recebido é estreito na outra direção (por outro transdutor longo), e eles se cruzam.
b)
Quanto maior o transdutor que envia o som, maior será o footprint no fundo.
c)
Só o tamanho do transdutor que recebe o som importa para o footprint; transdutores maiores fazem footprints menores.
d)
O tamanho do footprint depende mais da frequência do som do que do tamanho dos transdutores.
e)
O tamanho do footprint é sempre o mesmo para um sistema Mills Cross, só mudando com a profundidade da água.
11.
Qual é o principal objetivo do Beamsteering em um sistema multifeixe?
a)
Mover o transdutor fisicamente para apontar o som para onde se quer.
b)
Fazer o array de transdutores "apontar" eletronicamente para diferentes direções, sem precisar mover o transdutor de verdade.
c)
Mudar a frequência do som para ver o que está debaixo da areia.
d)
Alinhar o transdutor com o navio para que as medidas fiquem certas.
e)
Aumentar a força do som enviado para que ele vá mais longe.
12.
Como o Beamfocusing e o Beamsteering conseguem direcionar ou focar o som em um sistema multifeixe?
a)
Eles movem fisicamente as partes do transdutor para apontar o som.
b)
Eles mudam a frequência do som para que ele vá em direções diferentes.
c)
Eles aumentam o som que vem do centro do transdutor e diminuem o som das bordas.
d)
Eles olham qual parte do transdutor recebeu o som mais forte para saber a direção.
e)
Eles fazem isso atrasando ou adiantando o tempo de chegada do som em cada pequeno pedaço (elemento) do transdutor, de forma eletrônica.
13.
Qual é o principal objetivo do Beamfocusing em um sistema multifeixe?
a)
Curvar o transdutor de verdade para focar o som em diferentes profundidades.
b)
Corrigir o balanço do navio para que o som não se desvie.
c)
Diminuir os sons indesejados que vêm de outras direções.
d)
Fazer o array de transdutores "curvar-se" eletronicamente para receber melhor o som que vem de perto, onde as ondas não são planas.
e)
Limpar os dados de profundidade depois que eles são coletados.
14.
Se um sistema multifeixe usa uma técnica de diminuir o comprimento do array para simplificar o Beamfocusing, qual é o problema imediato que isso causa?
a)
O feixe de som fica mais "aberto" ou largo, perdendo detalhes e resolução.
b)
O sistema não consegue enviar o som tão longe.
c)
Ele não consegue criar vários feixes de som ao mesmo tempo.
d)
Aparecem muitos "ecos falsos" (lóbulos laterais).
e)
O sistema fica mais sensível a barulhos de fora.
15.
Como o Beamsteering consegue "apontar" o feixe de som para diferentes direções sem mover o transdutor?
a)
Mexendo eletronicamente nos sinais de cada elemento do transdutor, atrasando ou adiantando o som.
b)
Movendo o transdutor de verdade com um motor.
c)
Mudando a frequência do som que é enviado.
d)
Aumentando o som que vem do meio do transdutor.
e)
Usando lentes para desviar o som.
16.
O Beamsteering ajuda o ecobatímetro a direcionar para vários lados. Mas, o que acontece com o pulso sonoro quando o Beamsteering é usado?
a)
O feixe principal fica mais largo, os feixes laterais (ecos indesejados) ficam mais fortes, e o pulso de som pode ficar com um formato de cone.
b)
O feixe fica mais fino e os ecos indesejados diminuem.
c)
O som enviado fica mais fraco.
d)
O feixe principal fica mais fino e o formato do som fica mais certinho.
e)
Só muda a direção do som, mas o som em si não muda.
17.
Quando o sonar usa o Beamsteering para "olhar" para os lados, o lóbulo principal fica mais largo. Por que isso acontece?
a)
Porque o sonar precisa de mais força para enviar o som para o lado, e essa força extra alarga o feixe.
b)
Porque o som se mistura mais quando é direcionado para o lado, fazendo o feixe ficar mais espalhado.
c)
Porque o sistema cria mais ruído eletrônico quando direciona o som, e esse barulho alarga o feixe.
d)
Porque o feixe precisa se espalhar mais para cobrir uma área maior quando está longe
e)
Porque, ao direcionar o som para o lado, o transdutor parece "menor" para o som que está sendo enviado ou recebido. E um transdutor que parece menor sempre faz uma abertura angular maior.
18.
O Beamsteering ajuda o ecobatímetro a escutar para os lados, mas também faz com que os lóbulos laterais ficarem mais fortes. Qual é o problema principal disso para medir profundidades?
a)
A intensidade acústica do lóbulo principal fica menor e não consegue ir tão fundo.
b)
O ecobatímetro pode se confundir e achar que um objeto está em um lugar, quando na verdade o som veio de um lóbulo lateral de outro lugar, dando medidas erradas.
c)
Ajuda o ecobatímetro a escutar feições menores no fundo do mar.
d)
Faz o sonar gastar mais energia.
e)
Não faz diferença, porque o sonar consegue tirar esses "ecos falsos" depois.
19.
Quando o ecobatímetro usa o Beamsteering, o pulso sonar que ele envia pode ficar com um formato de cone. Qual é o problema disso para criar um mapa preciso do fundo do mar?
a)
O pulso sonar em formato de cone perde intensidade acústica e não consegue ir tão longe ou penetrar no fundo.
b)
O formato de cone ajuda a escutar melhor as pequenas mudanças de profundidade.
c)
O formato de cone distorce a "pegada" (footprint) do pulso sonar no fundo, dificultando a criação de um mapa exato e a localização de feições no mar, principalmente nas laterais da área varrida.
d)
O pulso sonar em formato de cone pega mais ruído do ambiente.
e)
O formato de cone ajuda a encontrar feições debaixo d'água porque se espalha mais.
20.
O ecobatímetro usa o Beamsteering para apontar o pulso sonar, mas isso pode fazer o lóbulo principal ficar com um formato de cone. Por isso ocorre?
a)
Porque o "olhar" do ecobatímetro (o array virtual) não fica parado; ele se move de um jeito que o pulso sonar é medido em relação ao próprio ecobatímetro (seu eixo principal), e não em relação ao fundo do mar, criando o formato de cone.
b)
Porque o ecobatímetro tenta corrigir a curvatura do pulso sonar na água funda, e isso faz o pulso ficar cônico.
c)
Porque o transdutor não consegue manter o pulso sonar fino em todas as direções, então ele se espalha em forma de cone.
d)
Porque o Beamsteering bagunça o pulso sonar em ângulos muito abertos, fazendo ele virar um cone.
e)
Porque o pulso sonar perde intensidade acústica quando vai para os lados, e isso o espalha em forma de cone.
21.
Para que o ecobatímetro consiga apontar o pulso sonar para um lado específico (usando Beamsteering), ele precisa atrasar o sinal acústico em cada elemento do transdutor. Por que fazemos esses atrasos e o que precisamos saber para calcular eles e apontar o pulso sonar para um lado específico?
a)
Para fazer o pulso sonar ir mais longe; precisamos saber a profundidade.
b)
Para juntar os pulsos sonar de cada elemento e fazer um pulso forte na direção que queremos; precisamos saber para onde queremos apontar, a distância entre os elementos e a velocidade do pulso sonar na água.
c)
Para deixar o pulso sonar mais forte; precisamos saber a intensidade acústica que ele tem.
d)
Para tirar o ruído; precisamos saber a frequência do pulso sonar.
e)
Para saber o quão largo o pulso sonar vai ser; precisamos saber quantos pedacinhos tem e quanto tempo dura o pulso.
22.
Uma vez que o processo do beamsteering é dependente da velocidade do som na face do transdutor, como os sistemas são usualmente equipados para proverem esse importante dado ambiental?
a)
Utiliza-se a velocidade do som proveniente do último perfil de velocidade do som realizado.
b)
A velocidade do som pode ser inserida manualmente, sendo responsabilidade do hidrógrafo consultar tabelas que relacionam a temperatura da água e salinidade.
c)
A velocidade do som na superfície é corrigida no processamento de dados.
d)
Utiliza-se um sensor de velocidade do som, que fornece dados em tempo real.
e)
O sensor de velocidade do som é fornecida por termistor presente no transdutor.
23.
Se a velocidade do som na superfície o ecobatímetro usa estiver um pouco errada, a medida da profundidade e a localização das feições no fundo do mar também ficarão erradas. Como esse erro na velocidade afeta a medição da profundidade, dependendo do ângulo de incidência?
a)
Varia linearmente a medida que aumenta o ângulo de lançamento do feixe.
b)
É fortemente dependente do erro da velocidade do som na face do transdutor.
c)
Será maior para as profundidades nadirais, pois varia com o quadrado do cosseno do ângulo de lançamento do feixe.
d)
Será nulo no meio do swath, para BB e BE.
e)
É fortemente dependente do quadrado da tangente do ângulo de lançamento do feixe.
24.
Para o feixe lateral, sua detecção pode se confundir com os retornos dos lóbulos laterais. Por que essa confusão acontece?
a)
Porque o ecobatímetro pode escutar um pulso sonar forte de um lóbulo lateral normal e achar que é o lóbulo principal, misturando as informações, já que o lóbulo lateral pode ter maior intensidade acústica.
b)
Porque o ruído da água fica muito alto quando o pulso sonar vai de lado.
c)
Porque o pulso sonar fica mais fraco quando vai de lado, dificultando a escuta.
d)
Porque o pulso sonar fica com formato de cone e isso atrapalha a identificação do pulso sonar principal.
e)
Porque o pulso sonar principal não tem a mesma intensidade acústica em todos os ângulos.
25.
Para evitar que o ecobatímetro se confunda com os ecos que vêm dos lóbulos laterais, qual técnica é usada para diminuir a intensidade acústica dos desses lóbulos?
a)
Beamfocusing
b)
Beamsteering
c)
Array Shading
d)
Mills Cross
e)
Escuta pela Intensidade Acústica
26.
Como o ecobatímetro aplica a técnica para minimizar os lóbulos laterais?
a)
O Array Shading diminui a intensidade acústica dos sinais nos elementos mais externos. Isso ajuda a reduzir os lóbulos laterais, mas pode fazer o pulso sonar principal ficar um pouco mais fraco e mais com maior abertura angular.
b)
Array Shading é um filtro que limpa o ruído dos dados depois que o pulso sonar é escutado, tirando os lóbulos laterais.
c)
Essa técnica muda o jeito que os pedacinhos do aparelho estão arrumados para que o pulso sonar vá mais direto e não crie lóbulos laterais.
d)
O Array Shading atrasa o pulso sonar em cada elemento do array para apontar ele melhor e concentrar a intensidade acústica no lóbulo principal.
e)
O Array Shading faz com que os pedacinhos do meio do aparelho mandem um pulso sonar mais forte, para que o pulso principal seja mais potente que os lóbulos laterais.
27.
Quais vantagens que o sombreamento Dolph-Chebyshev possui em relação às demais técnicas que suprimem os lóbulos laterais mais eficientemente?
a)
Promove a melhor abertura angular para feixes direcionados e minimiza quase todos os lóbulos laterais.
b)
Promove menor prejuízo para a abertura angular e mantém uma relação fixa entre a amplitude do lóbulo principal e lóbulos laterais.
c)
A abertura angular do lóbulo principal torna-se menor do que sem o array shading.
d)
Para beamsteering pequenos, a supressão dos lóbulos laterais é quase total.
e)
Reduz quase todos os lóbulos laterais, porém com menor prejuízo para a intensidade acústica do eixo de maior resposta (MRA).
28.
Depois que o ecobatímetro manda e recebe o pulso sonar, ele precisa "encontrar" o fundo. Qual é a coisa mais importante que ele precisa descobrir nessa etapa para cada pulso sonar?
a)
Arrumar os dados por causa do movimento do barco.
b)
Tirar o barulho (ruído) dos dados.
c)
Descobrir quanto tempo o pulso sonar levou para ir e voltar (TWTT) e para onde ele estava apontando.
d)
Dizer que tipo de chão é o fundo do mar.
e)
Fazer uma imagem 3D do fundo do mar na hora.
29.
Para encontrar o fundo, o ecobatímetro pode usar um método chamado "detecção por amplitude". Como esse método funciona e quando ele é mais usado?
a)
Ele busca a intensidade do eco e é mais usado para os feixes que vão direto para baixo, onde o eco é mais forte.
b)
Ele compara as fases do som que volta para achar o fundo, sendo bom para os pulsos sonar que vão de lado.
c)
Ele limpa o ruído do som que volta, ajudando a achar o fundo em qualquer ângulo.
d)
Ele mede o tempo que o som leva para ir e voltar, sendo o melhor para achar coisas complicadas no fundo.
e)
Ele serve para diminuir os sinais que vêm dos lóbulos laterais, ajustando a intensidade do som que o equipamento envia.
30.
Quando o ecobatímetro trabalha com um feixe oblíquo, o método de detectar o fundo por amplitude não funciona bem. Aplica-se o método chamado "detecção por fase". Como esse método funciona e por que ele é melhor para os feixes externos?
a)
Ele busca o ponto mais intenso do som, mas de uma forma mais eficiente para os feixes externos.
b)
Ele divide o array em partes iguais e busca como a "fase" do som muda no centro acústico de cada sub-array. O bom é que ele consegue achar o momento exato em que o eco sonar volta, mesmo que o som do fundo venha de forma espalhada por causa do ângulo de direcionamento do feixe.
c)
Ele serve para descobrir que tipo de terra é o fundo do mar, olhando as mudanças na fase do som.
d)
Ele mede o tempo que o som leva para ir e voltar, olhando a mudança na frequência do som, e é mais preciso em águas rasas.
e)
Mede-se a diferença de fase da onda incidente em cada centro acústico do sub-array. Essa diferença de fase encontra o valor nulo, sendo ajustado para extrair o melhor instante de detecção do fundo quando ocorre o zero-crossing da phase ramp.
100 %
