Avstandsmåling og posisjonering i fjell ved hjelp av lyd? Enkel metode?

[Sandman1]

Problem:

Vi har et hull i fjell, dypt og langt, som er for lite til at folk kan komme inn, men vi ønsker å finne nærmeste posisjon på overflate, på toppen, og dybde ned til hullet.

 

Så; OM (usikkert dette her) vi hadde greid å plassere en liten "ladning" (ca størrelse på en haglepatron) helt innerst i hullet og sette denne av. Ladning må "kjøres" inn av et ubemannet "kjøretøy").  

 

Vil vi greie å finne posisjonen ved hjelp av normale, billige mikrofoner plassert på overflaten?

 

Om vi har 4-5 mikrofoner plassert i en firkant, med sider på ca 50m x 50m (eller 75m x 75m) på toppen av fjellet, og en mic, ca der vi _mener_ at senter er. Disse kan være plassert nede i grunne borehull, vannfylt, muligens med vindusspylervæske (vinter) på denne tiden av året.

Om vi da posisjonerer en "linje" imellom de diagonalt plasserte mikrofonene, så vet vi at ladningen vil befinne seg ett eller annet sted diagonalt til denne linjen.  Den mic-en som plasseres i "midten" brukes til å sette "null" tidsmessig. Ut ifra tidsforsinkelse for når to diagonalt plasserte mikrofoner oppfatter smellet, så kan plasseringen av en _linje_ for hvor hullet er, kunne regnes ut.

Om vi gjør det samme for de andre to mikrofonene, så vil vi kunne plassere en ny linje, og få ett skjæringspunkt for hvor hullet befinner seg. Det blir litt sånn "semiseismologisk..."

Litt som hvordan de grubler frem posisjoner på GPS'er og jordskjelvsposisjoner.

 

Om jeg tenker riktig, så kan vi anta (må sjekkes og kan antakelig kalibreres/ verifiseres på stedet) at lyden forplanter seg i det nokså løse skiferfjellet med ca 5000 m/s og lydsampling kan foregå ved ca 44100 kHz, dvs vi har en "oppløsning" på 0,11 m/Hz, vi bør da kunne avlese "posisjonen" på "peak" nivået for innspilt lyd.... Eller tenker jeg helt feil og befinner meg på helt galt jorde her....? (Ikke mitt fagfelt dette her... Spør meg heller om når stål bøyer seg).

 

Om vi da gjentar smellen, med en mikrofon rett over der vi mener at enden på hullet er, på skjæringspunktet, og med mikrofoner vinkelrett ut til siden, så vil vi også kunne bestemme dybde nokså nøyaktig.... da blir det nokså enkel trekantstrigonometri... Tror jeg...

 

Kan noe slikt gjennomføres? og så må vi forresten uansett først greie å plassere en liten smellbonbon helt innerst, ved hjelp av en ubemannet "kjørerobot..".

 

Ser for meg at vi trenger en PC med Audio Interface boks med inntak for 4-5 like mikrofoner, like lange kabler og PC med ett egnet program, På lydprogrammene; kan man zoome inn til 1/1000sec områdene?

 

Sagt på en annen måte; finnes det lydprogrammer som er slik at en kan løse opp tidsforsinkelsen imellom 2 mikrofoner som står 3,5 m etter hverandre, og da helst i ca 3-5 cm intervaller?

 

Er noe slikt mulig og gjennomførbart med vanlig og normalt tilgjengelig utstyr?

 

Mvh

Knut