TRONKA声纳系统在蛙人探测中的应用研究

随着蛙人侵袭活动的猖獗,探测蛙人的声纳引起了注意,为此提出了水下安全防护系统。文中针对TRONKA声纳在水下安全防护系统中的应用进行了详细阐述。该声纳系统可探测、跟踪、分类活动和固定目标,并向岸站发出报警信号,以便对威胁进行防御,保护港口、舰船等的安全。     

反走私水下取证系统

介绍了如何根据近年来海上走私的新特点，利用成熟的声纳探测和水下机器人技术，进行反走私水下取证系统设计的设计思想和技术方案，并对系统的组成、性能及工作原理和使用方法进行了阐述。     

侧扫声纳技术在水下界址线测量中的应用

目前,沿海经济的强势发展导致用地矛盾不断凸显,各地不断提出向海要地的要求。为防止擅自扩大围填海范围的现象,水下界址线的精确测量成为其基础工作。侧扫声纳技术作为海底地形地貌的重要探测手段,本身精度满足水下界址线测量要求,同时可以提高探测效率。以广西防城港核电建设中填海界址和面积动态监测项目为例,论证了侧扫声纳系统在水下界址线测量中的可行性。同时指出,精确定位是进行围填海界址调查的关键技术。     

大深度近海底精细地形地貌探测技术

船载低频多波束测深声纳、侧扫声纳可以对深海海底地形地貌进行快速、高效、大面积探测,但其测量精度有限,难以满足深海科学考察、资源勘探开发对高精度海底地形地貌的需求。随着各类大深度水下移动载体(如深海拖体、水下机器人、遥控潜器和载人潜水器)的涌现,特别是各类耐高压测绘声纳的商业化,使大深度近海底精细地形地貌探测成为可能。首先分析了多波束测深声纳、侧扫声纳和测深侧扫声纳等3种测绘声纳的基本原理,然后分别介绍了各类测绘声纳的国内外典型商业化产品,并通过典型实例分析了其在大深度近海底精细测绘中的应用情况。     

基于三维声纳点云的水下沉井地形探测技术

为了解决水下沉井地形监测难题,给出了一种基于三维扫描声纳的地形监测方法以及地形点云的高精度快速处理方法。首先,结合沉井特点,给出了一种悬挂式三维扫描声纳扫描沉井水下地形方法;然后,结合沉井形状及点云特点,给出由降采样点云抽稀法、基于欧式距离的区域自生长算法的点云去噪方法和基于K-means++聚类算法的沉井水下地形分割方法等组成的水下地形点云处理方法,实现了基于声纳点云的地形点云快速获取及水下地形恢复。实验结果表明,该方法可有效用于沉井水下地形探测。     

基于虚警函数的侧扫声纳水下目标实时检测方法

研究了侧扫声纳系统进行水下目标探测过程中目标信号的检测问题。通过分析海底回波信号的统计模型及其参数的估计,讨论了目标信号对统计模型拟合的影响规律,提出了侧扫声纳回波信号虚警函数和虚警率的概念,及其对Ping信号中目标信号的检测方法。算例结果表明,回波信号的三种分布模型中K分布拟合程度最优,在相同虚警率的条件下,基于K分布的虚警函数目标检测率最高。该法可为侧扫声纳回波信号中目标的实时报警提供技术支撑。     

AUV搭载多波束声纳进行地形测量的现状及展望

多波束声纳是一种常用的水底地形测量设备,AUV搭载多波束声纳对深海地形进行测量得到了普遍应用。首先介绍了目前国内外AUV搭载多波束声纳在地形测量中的应用情况,然后总结了这种方式的高效率、高质量、高经济性等优点,并分析了导航定位精度、载体运动、系统兼容性等方面对于提高测量精度存在的技术难点,最后介绍了该技术的应用经验,并对该技术的未来应用前景进行了展望。     

侧扫声纳在水下坡脚线位置探测中的精度分析

根据国家海洋局印发的《海籍调查规范》,填海工程用海范围算至填海边坡水下坡脚线。在填海工程竣工验收中,水下坡脚线主要使用侧扫声纳获取。通过对侧扫声纳探测水下坡脚线位置的误差来源进行分析,提出了一系列提高侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度的措施,并将其应用到实际工作中,对侧扫声纳水下坡脚线位置探测精度进行了验证。结果表明,侧扫声纳在填海工程水下坡脚线探测中的位置精度满足《海籍调查规范》中水下坡脚线平面位置精度要求。     

一种双频彩色图像声纳关键技术研究

彩色图像声纳在海上防险救生、水下目标搜索、海洋工程和江河堤坝监测等水下工程中已经得到了广泛应用,但传统使用的图像声纳多采用单频工作模式,作用范围较近,搜索效率较低。应使用单位的要求,根据工程需要,研究开发了新型双频彩色图像声纳。文中综述了该型设备研制生产中所采用的主要技术,为同类产品的开发提供参考。     

换能器的近场波束特性及其应用

一、引言为了适应海洋探测的需要,对声纳系统的性能要求大大提高,它要求声纳系统要具有更远的探测距离。目前,供实战使用的舰艇声纳,主动式声纳的最大探测距离可达30余海里。被动式声纳的最大探测距离可达60余海里(被动式试验鉴定最大探测距离可达120余海里)。水下声波定向密码通讯的最大距离已达170余海里。由于近代声纳追求远距离目标的探测,另一方面,由于换能器的近场声学特性相当复杂。因此,对在海洋探测中充当“耳目”作用的换能器的远场特性进行了详细的研究和广泛的应用。而对于其近场的     

侧扫声纳在护底工程软体排检测中的应用

介绍了Edge Tech 4100-P型侧扫声纳系统的技术指标和工作原理。根据水下潜堤护底工程软体排的铺排特点,侧扫声纳系统可以高效地探测出海底面以上相邻的软体排结构物的拼接和叠加情况,同时还可以根据侧扫声纳图像判断软体排有无破损及破损后填充物流失情况,评估水下潜堤护底工程的安全系数。通过实例说明了侧扫声纳在软体排检测的外业工作流程,以及内业图像识别与分析,探讨侧扫声纳系统在水下水工结构物探测的应用前景。     

水下成像声纳计量测试及量传溯源技术研究

为保障水下探测量值准确可靠,研究水下成像声纳计量测试方法及量传溯源技术。基于大型试验水池和位移/回转机构,采用比较校准法对成像声纳声学参数和几何参数进行了计量测试,以全站仪、标准水听器、信号采集器、标准目标块套组作为计量主标准器,完成了对成像声纳工作频率、波束宽度、成像距离和鉴别阈的计量性能试验。参考标准值与标称值比对结果表明,被检成像声纳工作频率示值误差0.059kHz,垂直波束宽度示值误差-0.07°,水平波束开角示值误差1.3°,成像距离优于180m,鉴别阈5cm,并给出了测量结果的扩展不确定度。海洋测绘仪器计量标准的建立,有助于规范评价国内外产品的关键性能,保障测量成果质量。     

一种水下声学探测浮标的设计与实现

介绍了一种水下声学探测浮标的设计及实现。该浮标基于国产北斗 Argo 浮标搭载水声探测载荷，能够在水中自主沉浮，并实现对水声通信信号探测，发现目标后，通过北斗卫星传输目标的相关特征信息。该浮标能够实现设备程控沉浮、自我定位、卫星通信、水声信号检测识别、数据记录、信息显示等功能。 可广泛用于重要航道、演习区域等海域的水下安全排查，掌握水声通信网络布设及分布情况，为我重要军事行动提供决策依据。     

基于MRF与引导滤波的声纳图像去噪方法

声纳具有对大范围水下场景探测的能力,一直以来都是水下设备感知外界环境的重要手段,但由于声纳图像分辨率低,海洋环境噪声干扰较为复杂,所以在诸多方面的应用都受到了限制。文中提出了一种基于马尔可夫随机场和引导滤波的声纳图像去噪与增强方法,使用马尔可夫随机场对声纳图像进行预分割,然后采用中值滤波方法对原始图像进行简单滤波处理,最后将该图像作为引导图像对马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)分割后的图像进行引导滤波实现了对声纳图像的去噪与增强。该方法有效地去除了背景和影子内的噪声,对目标区域内部噪声起到了很好的抑制作用,消除了MRF分割产生的伪轮廓效应,具有较好的边界保持和增强效果。     

海洋-声学-探测模型的并行预报技术研究

针对声纳探测性能预报的需求,建立了海洋-声学-探测模型,实现了并行计算。该模型将海洋数值预报模式、声学模式与海洋观测资源进行整合,辅以战术需求,实现了对水声环境和声纳探测性能的动态预报和估计。同时,结合高性能计算机系统,设计并实现了模型的并行算法,结果表明,该程序具有较高的并行性能,较好地满足了声纳探测性能预报对实效性的要求,为形成业务化海洋水声环境预报能力打下了良好的基础。     

港珠澳大桥水下结构物的多手段探测

介绍了利用侧扫声纳、浅地层剖面仪和磁力仪开展港珠澳大桥水下结构物的探测方法和过程，并将探测的结果与调查收集的资料比较，分析水下结构物的分布情况，不同探测方法得出的结果也可以相互印证。     

无舵翼水下机器人路径跟踪控制研究

针对无舵翼水下机器人的各种不同任务要求下的路径跟踪控制进行研究。通过模拟人的运动行为,建立了虚拟避碰声纳模型。根据地形跟踪的方法提出基于虚拟声纳的路径跟踪控制方法,并通过考虑纵向速度对于其他各个自由度运动的影响设计了运动控制器。通过海上试验验证了所提出的路径跟踪控制方法对于无舵翼水下机器人是可以满足实际需要的。     

水下导航定位技术在大洋科考调查中的应用

水下声学定位、惯性导航定位、多普勒声纳以及组合导航定位是目前我国大洋科考调查工作中的几种主要水下导航定位技术。通过分析常规调查装备、ROV、AUV和载人潜水器等4类主要水下科考设备的导航定位系统实测数据,给出不同水下导航定位模式的现场作业精度,为我国大洋科考调查工作中水下导航定位技术的选择与应用等工作提供参考。     

大型AUV及其水面侦察技术浅析

传统的自主水下无人航行器（AUV）主要执行包括军事活动在内的水下情报收集、环境监测和水下目标探测与处置等。近年来随着信息化技术和人工智能的发展,AUV 行业受到各界尤其是各国军方越来越多的关注,得到了快速发展和广泛应用。作为一种无人侦察平台,AUV 逐渐突破了常规尺度,向大型化和超大型化方向发展,可搭载的载荷类型和尺度有了明显的变化和提升。通过分析大型 AUV 作为侦察型装备的国内外发展现状,对利用大型 AUV 开展水面侦察的能力建设进行了分析,重点提出了大型 AUV 搭载水面侦察载荷需要解决的关键技术,为进一步提升和拓展 AUV 作战能力和作战领域提供支持。     

侧扫声纳系统在海底障碍物扫测中的应用

针对海道测量中侧扫声纳位置精度低的问题,利用GPS定位数据、单波束水深数据和侧扫数据,研究侧扫声纳扫海测量中海底障碍物信息精化问题。海上试验数据表明：文中提出的多源水声测量信息联合扫测海底障碍物的方法,可改善单一侧扫系统目标探测的精度,对海底目标物扫测具有较好的适用性。