Sonar là gì? Giải mã cách hoạt động và ứng dụng thực tế của công nghệ định vị dưới biển

Trong thời đại công nghệ hiện nay, việc khảo sát và quan sát môi trường dưới nước trở nên thiết yếu đối với nhiều ngành nghề, từ quân sự, dân sự cho đến nghiên cứu khoa học biển. Công nghệ Sonar đã mở ra một phương thức hiện đại để phát hiện, đo lường và định vị các vật thể dưới nước. Vậy Sonar là gì và cách thức hoạt động ra sao?

Sonar là gì?

Sonar là gì? Sonar là từ viết tắt của cụm tiếng Anh “Sound Navigation and Ranging”, có nghĩa là “Phản xạ sóng âm”. Công nghệ này hoạt động dựa trên nguyên lý phát và thu sóng âm để xác định vị trí, khoảng cách hoặc hình dạng của vật thể dưới nước.

Khi phát ra tín hiệu âm thanh, sonar sẽ đo thời gian sóng âm phản xạ từ vật thể trở lại. Dữ liệu thu được giúp hình thành bản đồ chi tiết về địa hình đáy biển hoặc những đối tượng nằm trong lòng nước. Chính vì thế, sonar được xem là “đôi mắt” của con người dưới đại dương, hỗ trợ hiệu quả cho nghiên cứu, di chuyển và khai thác tài nguyên biển.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của sonar là gì?

Về cơ bản, một hệ thống sonar gồm hai phần chính: bộ phát sóng âm và bộ thu tín hiệu phản xạ. Bộ phát phát ra các xung âm thanh, sau đó bộ thu ghi nhận âm thanh dội lại từ vật thể hoặc đáy biển.

Thời gian và cường độ phản xạ giúp xác định vị trí, độ sâu hoặc bản chất của vật thể được phát hiện. Từ dữ liệu này, sonar có thể hiển thị hình ảnh ba chiều của môi trường dưới nước, phục vụ cho công tác nghiên cứu hoặc dò tìm.

Ngoài ra, công nghệ sonar hiện đại còn tích hợp các bộ xử lý kỹ thuật số nhằm nâng cao độ chính xác, lọc nhiễu và tái tạo hình ảnh rõ ràng hơn, giúp người vận hành dễ dàng đọc hiểu dữ liệu thu được.

Các loại Sonar phổ biến hiện nay

Sonar chủ động

Sonar chủ động sử dụng đầu phát để phát ra xung sóng âm, thường được gọi là ping. Tín hiệu phát ra sẽ phản xạ từ vật thể và được ghi nhận tại đầu thu. Loại Sonar này thường được bố trí theo nhiều hình học khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách và kích thước đối tượng cần phát hiện.

Sonar thụ động

Khác với sonar chủ động, Sonar thụ động chỉ thu nhận tín hiệu mà không phát ra âm thanh. Loại sonar này được ứng dụng phổ biến trong quân sự để phát hiện tàu ngầm hoặc theo dõi chuyển động dưới nước mà không làm lộ vị trí. Ngoài ra, Sonar thụ động cũng được sử dụng trong nghiên cứu sinh vật biển và các thí nghiệm khoa học.

Ứng dụng Sonar trong quân sự

Tìm kiếm cứu nạn và bảo vệ phương tiện

Sonar được sử dụng để tìm kiếm tàu thuyền hoặc máy bay gặp nạn chìm dưới đại dương. Khi xảy ra sự cố, thiết bị Sonar sẽ phát hiện vị trí chính xác của các phương tiện dưới nước, từ đó hỗ trợ quá trình cứu hộ diễn ra nhanh chóng và hiệu quả. 

Việc này giúp giảm thiểu thiệt hại về người và vật chất, đồng thời tăng khả năng cứu sống thủy thủ đoàn hoặc hành khách gặp nạn.

Dò mìn và phát hiện thủy lôi

Trong các hoạt động hải quân, sonar giúp định vị các mìn và thủy lôi được đặt dưới nước. Nhờ khả năng phát hiện vật thể nhỏ và nguy hiểm, các lực lượng hải quân có thể lập kế hoạch gỡ mìn an toàn hoặc điều hướng tàu thuyền tránh các khu vực nguy hiểm. Đây là ứng dụng quan trọng để đảm bảo an toàn cho các chiến dịch quân sự và vận chuyển trên biển.

Tác chiến chống ngầm và bảo vệ căn cứ

Sonar cũng là công cụ chiến lược trong tác chiến chống ngầm. Thiết bị Sonar có thể phát hiện và theo dõi tàu ngầm đối phương, giúp lực lượng hải quân thực hiện các chiến thuật phòng thủ và tấn công hiệu quả. 

Ngoài ra, Sonar còn hỗ trợ bảo vệ căn cứ hải quân bằng việc giám sát các hoạt động dưới nước, nhận diện sớm các mối đe dọa tiềm ẩn, từ đó đưa ra quyết định chiến lược kịp thời.

Giám sát và thu thập thông tin tình báo

Một số loại sonar hiện đại được dùng để thu thập thông tin về môi trường biển, bao gồm chuyển động của tàu, âm thanh động vật biển và các tín hiệu kỹ thuật khác. Thông tin này giúp hải quân phân tích môi trường chiến trường, lên kế hoạch tuần tra, và giám sát các hoạt động của đối phương một cách hiệu quả.

Ứng dụng Sonar trong dân sự

Trong các hoạt động dân sự, Sonar công suất nhỏ được ứng dụng rộng rãi trong ngành đánh cá và khảo sát môi trường nước.

Ứng dụng Sonar trong dân sự

Sonar không chỉ phục vụ quân sự mà còn đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động dân sự, đặc biệt trong đánh cá và khảo sát môi trường nước. Công nghệ này giúp phát hiện sinh vật biển, đo độ sâu và quan sát đáy biển một cách chính xác, góp phần nâng cao hiệu quả công việc và bảo vệ nguồn tài nguyên.

Dò tìm cá và sinh vật biển

Sonar giúp xác định sự xuất hiện, vị trí và kích thước của đàn cá hoặc cá lớn dựa trên tín hiệu phản xạ sóng âm từ chuyển động của chúng. 

Các thiết bị Sonar hiện đại được gắn trên lưới đánh cá, tàu thuyền hoặc các trạm nghiên cứu nổi, thu nhận tín hiệu và chuyển đổi thành dữ liệu số. 

Dữ liệu này cho phép người đánh cá hoặc nhà nghiên cứu quan sát, phân tích mật độ đàn cá, thói quen di chuyển và kích thước trung bình, từ đó đưa ra quyết định đánh bắt hợp lý, tối ưu hóa nguồn lợi thủy sản và giảm thiểu tác động môi trường.

Khảo sát đáy biển và phát hiện dị vật

Ngoài việc dò tìm sinh vật, Sonar còn được sử dụng trong các máy đo sâu hồi âm để khảo sát đáy biển. Thiết bị có khả năng đo độ sâu, xác định trạng thái đáy biển và phát hiện các dị vật như đá, bùn, cát hoặc vật thể chìm. 

Thông tin này được dùng để lập bản đồ địa hình dưới nước chi tiết, hỗ trợ việc xây dựng các công trình biển, như cảng, kè chắn sóng, hoặc phục vụ nghiên cứu môi trường nước và các hoạt động bảo tồn sinh vật biển.

Nhờ khả năng này, Sonar giúp con người có cái nhìn tổng thể về môi trường dưới nước, nâng cao hiệu quả khai thác và bảo vệ nguồn lợi thủy sản, đồng thời góp phần đảm bảo an toàn cho các hoạt động vận chuyển và xây dựng trên biển.

Ứng dụng Sonar trong nghiên cứu khoa học biển

Sonar quét sườn (Side Scan Sonar)

Trong nghiên cứu địa chất biển, Sonar quét sườn được sử dụng để khảo sát đáy biển, tìm kiếm tàu thuyền hay máy bay chìm. Công nghệ này tạo ra hình ảnh chi tiết về cấu trúc và địa hình dưới nước.

Đo độ sâu và lập bản đồ đáy biển

Sonar cung cấp dữ liệu về độ sâu, trạng thái lớp bùn và vị trí dị vật. Những thông tin này được thể hiện trên hải đồ và phục vụ nghiên cứu khoa học, giúp đánh giá môi trường biển một cách chính xác.

Tạm kết

Trên đây, FPT Shop đã giải đáp sonar là gì, giúp bạn hiểu rõ công nghệ sóng âm này và những ứng dụng quan trọng trong quân sự, dân sự và nghiên cứu khoa học biển. Sonar hỗ trợ phát hiện, đo lường và lập bản đồ các vật thể dưới nước, mang lại lợi ích thiết thực cho đời sống và các hoạt động nghiên cứu đại dương.

Nếu bạn quan tâm đến các thiết bị công nghệ hỗ trợ theo dõi và đo lường như smartwatch, mời bạn ghé ngay FPT Shop. Các dòng smartwatch tại FPT Shop có khả năng theo dõi sức khỏe, định vị và nhiều tính năng thông minh khác, hỗ trợ bạn trong mọi hoạt động hằng ngày.

• Smartwatch

Xem thêm:

•  Vĩ tuyến là gì? Kinh tuyến là gì? Cách phân biệt vĩ tuyến và kinh tuyến đơn giản
• Rãnh Mariana nằm ở đâu, sâu bao nhiêu? Có phải là rãnh đại dương sâu nhất thế giới?