浅水多波束换能器声学性能检测方法研究

浅水多波束换能器主要声学指标能够直接或间接地反映系统性能指标,因此利用水池试验对系统换能器声学性能指标进行检测,不但能够初步掌握系统的性能,而且可以降低湖试或海试的风险。通过概括多波束测深系统核心性能与换能器声学指标的对应关系,按照水声计量检定规程和方法,论述了主要声学指标的计算方法,研究了自由场条件下声学指标的检测方法和注意事项,并结合国产多波束系统水池试验,验证了方法的可行性。     

用1-3压电复合材料设计低旁瓣水声换能器

报道采用 1 - 3压电复合材料设计低旁瓣换能器的方法 ,可使单个换能器获得低于 -2 5d B的旁瓣级从而显著优化波束。该方法以 1 - 3压电复合材料为换能材料 ,在设计过程中通过控制换能器的辐射面的形状来对换能器实现窗函数加权 ,达到控制波束的目的。本文举例阐述设计方法 ,所提供的实验数据证明了本方法的工程可行性 ,并与国外同类典型产品进行性能比较     

多波束测深系统换能器的安装校准分析

在多波束测深系统的换能器安装与使用过程中,由于无法保证换能器坐标系统与船体坐标系统完全重合,因此必须进行横摇、纵倾以及航向偏差校准与改正,使两者坐标系统相一致.详细分析了多波束测深系统换能器安装校准的原理和方法,以"亚美通道"海底光缆路由调查中,挪威 Simrad EM 3000 多波束测深系统的安装与校准为例,阐述了其安装校准方法及在海底地形测量中的应用.     

PVDF换能器技术在多波束测深仪中的应用

美国ODOM公司是国际上著名的测深仪生产厂家。1993年,该公司开发了多波束测深仪,并把PVDF换能器技术成功地应用于换能器设计。本文简要介绍了海洋地貌测量技术的发展,并以其多波束测深仪所采用的PVDF条带换能器技术为例,从理论及实验两方面,阐述了PVDF换能器技术的先进性。     

多波束换能器安装偏差对海底地形测量的影响

针对多波束测深系统换能器安装过程中存在角度偏差问题,给出了换能器安装偏差的相关定义,建立了换能器横向、纵向及艏向安装偏差影响模型,阐述了各项安装偏差对海底地形测量的影响机理,结合算例,研究了各波束点水深误差与位置误差随波束指向角的变化规律及影响量级,进一步给出了部分代表性波束点水深偏差及位置偏差随安装偏差角的变化规律及影响量级,最后分析了各安装偏差间的相关性,以期为换能器安装偏差校正及测深数据质量控制提供一定的参考。     

单波束测深仪声学指标的检测方法

简要概括了单波束测深仪声学指标检测的国内外现状及其检定校准工作的必要性。利用精密回旋装置平台,在消声水池中完成了对单波束测深仪声源级、频率和波束角指向性的检测。重点介绍了其检测系统的组成,指标测试方案以及数据处理过程。实际测得被检换能器声源级为211.545d B,频率为200.0025kHz,波束角为6.12°,满足常用海底声纳测量仪器计量检测研究与应用的精度要求,对规范水下声纳设备声学指标的检测方法具有实际意义。     

温、盐、深探头在多波束测量中的综合运用

针对多波束测量中存在的声速误差问题,探讨了声速误差对多波束测量的影响以及影响表层声速和换能器动态吃水深度变化的主要因素,提出了一种旨在提高多波束测量精度的有效手段——温、盐、深探头的综合运用,以便实时测定表层海水的声速和换能器的动态深度吃水改正。     

多波束测深系统的安装校准

以多波束测深系统应用中所涉及的不同坐标系统为基础，将安装校准和数据校准分离，主要介绍安装偏差的来源、误差性质、校准目的和校准方法；同时，对多波束的主要部分——换能器的安装校准进行了详细的论述。     

表层声速对多波束测深影响的研究

在多波束测深系统中,表层声速是线型接收换能器基阵对接收波束进行束控的重要参数。表层声速误差会直接造成接收波束的指向误差,也通过归算导致多波束脚印位置误差和回波图像的失真。在分析多波束信号处理流程和接收波束束控原理基础上,探讨表层声速对多波束指向和测深影响规律。     

近岸多波束测量中的GPS-RTK差分技术及其受影响的因素

分析了近岸多波束测量中应用GPS-RTK差分技术对船只导航与定位,对在受波浪影响的多波束测量中,船只所受潮汐、换能器吃水的动态变化量等诸影响因素的改正以及船只的运动姿态纠正等问题进行了讨论。使用GPS-RTK系统可以有效地解决潮汐(水位)、波浪影响和换能器吃水的动态变化量对多波束测量精度综合影响的问题,如果使用"一加三"的GPS-RTK接收机,还可以实现船只姿态的高精度综合修正。同时,对4个影响GPS-RTK差分技术系统能力的主要因素应引起重视,采取措施加以解决,使近岸的多波束测量工作更加富有成效。     

在CARIS HIPS中实现多潮位站水位改正

多波束测深系统以其高精度、宽覆盖的作业特点在海道测量中得到了广泛的应用,但多年来,多验潮站的潮位改正问题成为制约其在大区域应用的瓶颈。主要阐述了在最为常用的多波束数据后处理软件CARIS HIPS中如何实现多验潮站潮位改正,并以条带测量区域为例验证了其精度。     

Marine geology of St. George’s Bay, Newfoundland, as interpreted from multibeam bathymetry and back-scatter data

 Multibeam bathymetric data collected in St. George’s Bay, Newfoundland, show glacial and postglacial landforms in a 100-m-deep basin offshore from a barrier. Back-scatter data provide information on sediment lithology. Features undetected by previous conventional surveys include large bedforms on the surface of a barrier platform and submarine fans on its flanks. The data demonstrate that sediment transport processes are more complex than was previously believed. Multibeam bathymetric images are the sea-floor equivalents of air photographs. They can be used effectively to plan conventional acoustic surveys. Received: 16 February 1996 / Revision received: 4 September 1996     

多波束数据处理系统技术研究

针对当前多波束测深数据成果现状,探讨以Oracle 9i数据库为基础,搭建ArcGIS 8.3的SDE为空间数据引擎的多波束水深空间数据库,结合ComGIS技术开发多波束数据处理系统。系统功能包括测深数据的输入、管理、分析、显示、制图和绘图输出,改变了一般基于文件方式的多波束水深数据处理方式,成功的将空间数据库技术融入系统中,并有效运用了ComGIS开发系统前端平台,丰富了系统功能,具有一定的参考价值。     

多波束回声测深系统测量数据的分离提取方法

通过对Em系列多波束测深系统原始数据结构分析,提出了从原始测量数据中提取各种测量数据的技术方法,并编程实现了该方法。该技术方法对多波束测量数据的分析处理有重要的意义。     

利用UNIX平台对多波束测深系统进行监测

根据多波束测深系统存在着“工作站有时会停机”和“测深软件有时会退出”的问题,利用UNIX中的SHELL编写了两个程序,它们可以对多波束测深系统可能出现的故障进行实时监测。     

基于“发现”号ROV的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉调查中的应用

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉区的应用实例。基于"发现"号ROV平台的近海底综合声学调查系统主要由R2Sonic2024多波束测深系统,模块一体化的侧扫声纳-浅地层剖面系统和水下综合定位与导航系统构成。该系统的配置极大地扩展和完善了"发现"号ROV的近海底调查能力,实现了近海底多波束、侧扫和浅剖等声学数据的同步采集和快速融合处理。基于本套系统在南海冷泉区的综合应用,本文对其工作流程进行了介绍,并对所获得一系列成果进行了初步分析。结果表明,近海底综合探测系统的应用为南海冷泉区的识别、海底地形地貌特征分析以及空间规模量化研究等内容提供了不可或缺的基础资料。本套系统的配置和成功应用,有效地提高了我国的近海底调查和作业能力。     

基于等效声速剖面法的多波束测深系统声线折射改正技术

多波束测深技术是近几年比较流行的海洋勘测手段之一,其具有全覆盖、无遗漏、高精度和高效率等特点。多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点的最终位置的归算带来较大的误差。针对多波束数据后处理方法,介绍了利用等效声速剖面法对多波束测深系统的声线折射进行改正的一种新方法,并通过试验对比,证明了该方法可以提高多波束测深系统的整体测量精度。     

Effect of the Planetary Boundary Layer Horizontal Inhomogeneity in the Two-Dimensional Fluid Motion Model

The generalized two-dimensional vortex equation is derived for an incompressible viscous fluid in a rotating system for a vertically averaged flow taking into account the variability of the boundary layer characteristics. The resulting equation contains parameters and their spatial derivatives determined by the second moments of functions describing the vertical profiles of the flow components. Numerical experiments demonstrate the influence of the boundary-layer horizontal inhomogeneity on the evolution of the vorticity field of a pair of atmospheric vortices.     

多波束测深系统各误差的传播影响规律分析

系统总结了多波束测深点的误差源,给出了测深点误差估计模型。通过对Seabat 8101型多波束测深仪单呯测深点的误差影响估计,得出了各误差的传播影响规律及其影响量级,对多波束数据处理和测量成果质量评估具有一定的参考价值。