侧扫声纳和多波束测深系统组合探测海底目标

介绍了侧扫声纳和多波束测深系统的特点,通过实例说明了侧扫声纳和多波束测深系统在海洋目标探测中的综合应用。综合利用多波束测深系统测量数据和侧扫声纳声像图,可有效增强不同观测数据的互补性,提高工程质量。     

多波束与侧扫声纳海底目标探测的比较分析

侧扫声纳是目前常用的海底目标(如沉船、水雷、管线等)探测工具,在测深领域,多波束以全覆盖和高效率证明了它的优越性。由于多波束具有很高的分辨率,目前在工程上已经开始应用多波束进行海底目标物的探测。对多波束和侧扫声纳进行了比较分析,并着重探讨了影响多波束分辨率的各种因素。结果表明:多波束的最大优点在于定位精度高,但其适用范围不如侧扫声纳广泛,尤其受到水深和波束角的限制,多波束和侧扫声纳在探测海底目标时具有很好的互补性,同时应用可以提高目标解译的准确性。     

深水声学拖曳系统

介绍了我国自主设计和研制的深水声学拖曳系统,它的最大工作水深4000m,安装有高分辨率测深侧扫声纳,可在近海底工作获得高分辨率的海底地形地貌和温盐深等数据.它的测深覆盖范围600m,侧扫覆盖范围800m,垂直航迹分辨率5cm,最小可检测高度10cm,测深分辨率高于目前的多波束测深系统.该系统已进行了湖试和海上锚泊试验.该系统的研制成功将对开展大陆架勘查,探测和开发国际海底资源发挥重要作用,拖曳系统中高分辨率测深侧扫声纳还可装船安装,在大陆架水域进行高分辨率海底地形地貌测绘.     

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。     

障碍物探测方法探讨

介绍了侧扫声纳、多波束测深系统、磁力仪的工作原理,提出了障碍物探测的相关技术要求。实例分析了综合利用侧扫声纳、多波束进行沉船探测的方法,结合侧扫声图和多波束水深探明障碍物的精确位置,测得最浅点水深,全面获得障碍物信息,大大提高了探测质量。对铁磁性小目标探测能力进行评估,并用实例加以分析和佐证。     

水深测量与海底面状况声探测技术的进展

水探测量与海底面状况探测是海洋调查中最基础性项目之一,声学技术为此提供了有效的手段。近二三十年来回声测深与海底面状况声探测技术有了革命性的发展,新方法新设备不断出现。单波束测深仪与传统侧扫声纳技术在精度、分辨率与海底声学图象质量上有了大幅度提高。多波束测深系统和测深/海底成象一体化侧扫声纳系统的开发,使海底条带状探测填图成为现实。合成孔径声纳等技术在理论研究与应用开发有了较大提高。本文在对各项技术发展历史进行简要回顾的基础上,分析国内外发展现状,较全面反映新的进展,并对未来进一步发展作展望。     

基于CAATI技术的条带测深/侧扫声纳系统C3D-LPM

侧扫声纳及多波束测深仪是应用非常广泛的海底地形地貌调查仪器。通过对侧扫声纳和多波束测深优缺点的对比分析,介绍了基于CAATI技术将高分辨率的侧扫图像和高质量的测深数据完美结合,生成高质量的三维图像的条带测深/侧扫声纳系统C3D-LPM,特别介绍了条带测深/侧扫声纳系统C3D-LPM的构造和技术规格。仪器实地使用结果表明,该仪器完全能够满足海洋工程和研究的需求,并具有其独特的技术特点和使用优势。     

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。     

侧扫声纳和多波束测深系统在海洋调查中的综合应用

介绍了利用多波束进行全覆盖水深测量和利用侧扫声纳进行海底、水体目标的探测技术。综合利用多波束水深数据和侧扫声纳声图，可有效增强不同观测数据的互补性和提高工程质量。     

海底微地貌测量系统

研制的IOA-1高分辨率测深侧扫声纳(HRBSSS)，为了解决现有测深侧扫声纳(BSSS)在其正下方附近的测深精度差以及不能检测从不同方向同时到达的回波，难以在复杂地形上工作的缺陷。把高分辨率波束形成技术，即高分辨率到达方向(DOA)技术应用于测深侧扫声纳(IOA-1 HRBSSS)的研制，使声纳能克服多途效应，并能在复杂海底上工作。在深水湖进行了长时间的试验，试验表明以上理论和设计是正确的，在国际上首次研制成功了高分辨率测深侧扫声纳实用样机。     

基于多波束测深系统的水下成像技术

为实现多波束测深系统的一体化探测功能,研究分析了利用快拍法进行多波束水下成像的基本原理,并考虑实际中的水声环境和多波束测深系统自身的复杂性,对用于成像的位置数据和散射强度数据进行了修正,湖上试验数据的处理结果表明了该方法对水中目标的探测能力,验证了其工程应用的可行性。     

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。     

Active learning for detection of mine-like objects in side-scan sonar imagery

A data-adaptive algorithm is presented for the selection of the basis functions and training data used in classifier design with application to sensing mine-like targets with a side-scan sonar. Automatic detection of mine-like targets using side-scan sonar imagery is complicated by the variability of the target, clutter, and background signatures. Specifically, the strong dependence of the data on environmental conditions vitiates the assumption that one may perform a priori algorithm training using separate side-scan sonar data collected previously. In this paper, a novel active-learning algorithm is developed based on kernel classifiers with the goal of enhancing detection/classification of mines without requiring an a priori training set. It is assumed that divers and/or unmanned underwater vehicles (UUVs) may be used to determine the binary labels (target/clutter) of a small number of signatures from a given side-scan collection. These sets of signatures and associated labels are then used to train a kernel-based algorithm with which the remaining side-scan signatures are classified. Information-theoretic concepts are used to adaptively construct the form of the kernel classifier and to determine which signatures and associated labels would be most informative in the context of algorithm training. Using measured side-looking sonar data, the authors demonstrate that the number of signatures for which labels are required (via diver/UUV) is often small relative to the total number of potential targets in a given image. This procedure designs the detection/classification algorithm on the observed data itself without requiring a priori training data and also allows adaptation as environmental conditions change.     

Simrad EM多波束声纳系统回波强度数据的分析与应用

首先分析了Simrad EM多渡束声纳系统回渡强度数据获取时系统进行的增益处理,分别探讨了深度数据包和海底图像数据包中回波强度数据的表征内容及意义,研究了不同数据包中回波强度数据的记录方式、特点及应用范围,为多波束水下目标识别和海底底质分类研究提供准确、表述清晰的基础数据.     

Possible manifestations of underwater mud volcanoes based on results of sonar investigations in region of Taman Peninsula

This paper presents the results of three-dimensional acoustic seabed mapping in the region of the Taman Peninsula in the Black Sea using an interferometric side-scan sonar and an acoustic profiler. Mapping has revealed underwater objects identified as manifestations of underwater mud volcanism. Detailed analysis of sonar images of the relief and seabed profiles in the region of the objects has confirmed the original hypothesis.     

侧扫声纳探测技术的研究现状及发展

侧扫声纳是海洋地形地貌测量的必备仪器之一。主要介绍了侧扫声纳探测技术的研究现状,重点阐述了其最新研究进展,给出了侧扫声纳技术未来的发展趋势。针对国内外实际应用需求,提出了几点建议,以期为我国侧扫声纳技术相关研究提供参考。     

高分辨率多波束声纳系统海底目标物检测技术

结合近几年出现的高分辨率多波束测深系统的性能特点,通过检测实例,介绍其在海底管道(尤其是裸露管道)检测中的相关技术及及检测成果。结果证实,高分辨率多波束测深系统可以准确检测海底小尺寸目标物,为其新特性的推广应用提供技术参考。     

C3D测深侧扫声纳探测系统综述

对C3D测深侧扫声纳系统的构成、工作原理、性能、优点、应用等进行了介绍,对基于C3D构建水下探测系统和工程实践进行了研究,对C3D数据处理工具和方法进行了探讨,对C3D的优势、不足和应用前景进行了总结。实测表明,C3D是一款性能优越能够满足多种水下工程需要的声纳探测系统。     

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。