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。     

侧扫声纳系统在海底管道检测中应用研究

使用侧扫声纳系统可对海底管道的平面位置、裸露的高度、悬跨程度等在位状态进行检测.对于平坦海底面上的管道,依据声纳记录上管道声影区与管道影像的尺寸和相互接触关系,能够计算出管道的裸露或悬跨高度.对于位于管道沟中的海底管道,在一定条件下侧扫声纳仍能检测到管道的在位状态.通过工程实例分析,侧扫声纳能够用于管道检测,提高管道工程的安全性.     

侧扫声纳在海底管道悬空调查中的应用

海底管道在铺设及运营过程中,受各种因素的影响,会形成部分悬空状态。为保证油管的安全运营,研究了一种基于声学的快速检测方法:主要利用侧扫声纳获取油管附近声学影像,通过数据判读的方法分析并获取管线状态。然后使用该方法,在册镇海底管线调查中进行了应用测试。声学检测结论与水下探摸结果进行比较,测试结果表明该方法可高效、快速、准确并低成本地检测管线状态,可为海底管道运营与治理提供有力的技术支持。     

侧扫声纳和浅地层剖面仪在杭州湾海底管线检测中的应用

首先介绍了杭州湾油管检测工程概况,引出了海底油管检测的必要性。其次,介绍了该工程中运用的两种重要仪器——侧扫声纳和浅地层剖面仪的原理及影响因素。最后,通过两种仪器的数据分析、图像判读,提出了综合利用两种仪器可增强两种数据的互补性并提高工程质量。     

关于多波束与侧扫声纳回波检测方法的探讨

多波束测深仪和侧扫声纳是实施国家“703”专项海洋调查任务的主要设备，理解两种设备对回波信号检测这一核心技术是掌握和正确使用它们的首要条件。文章对目前国内外流行的多波束测深仪和侧扫声纳回波信号检测方法做了详细的分析。     

侧扫声纳系统及其在海洋环境监测和保护中的应用

总结了侧扫声纳系统在海洋环境监测和保护中的应用,介绍了侧扫声纳基本工作原理及其发展情况,并且对其以后的发展进行了简单探讨。     

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。     

侧扫声纳图像中央区的自动确定和重建

侧扫声纳是海洋测绘领域的常用设备,为解决侧扫声纳波束模式带来的声纳图像中央区域质量较差的问题,提出了侧扫声纳图像中央区的自动确定和重建方法。首先根据侧扫声纳测量原理,基于波束模式,自动确定侧扫声纳图像的中央区域;然后根据图像强度梯度和像素可靠信息,计算图像重建区域的优先级;最后根据优先级顺序,采用基于样例的方法对中央区进行重建,提高侧扫声纳图像质量。研究表明,重建后的侧扫声纳图像无论是在主观视觉还是客观评价指标方面,都取得了满意的结果。采用本文所提方法得到的重建图像,能够清晰地反映海底特征,具有很好的应用价值。     

联合YOLOv4和迁移学习的侧扫声纳图像沉船检测

为解决侧扫声纳(SSS)图像沉船检测中样本不足、代表性弱等带来的检测精度低的问题,提出了一种联合YOLOv4和迁移学习的SSS图像沉船检测方法。首先,基于SSS成像机理实现了SSS沉船图像样本扩增,解决样本少而无法开展沉船检测模型构建的难题;然后,利用迁移学习,将公共数据集上学习到的权重和沉船通用性特征引入YOLOv4网络,构建高性能沉船检测模型。试验表明,构建的沉船检测模型取得了85.5%的类平均精度(mAP),将传统方法的检测精度提升了7.7%,在少样本情况下实现了沉船的高精度检测。     

一维小波变换在侧扫声纳图像去噪中的应用

针对侧扫声纳呯信号中的斑点噪声问题,采用一维离散小波变换对信号在各尺度分解,采用非极大值抑制技术平滑信号,并对各层小波系数模极大值进行阈值化处理抑制噪声,讨论了不同阈值对去噪效果的影响。结果表明,尺度因子和阈值的选择对原数据能量保持影响不大,但对噪声抑制效果影响大。文中算例均能较好地保持边缘,边缘保持指数均在0.5以上。     

合成孔径声纳技术在海底管道探测中的应用进展

从合成孔径声纳的基本原理、研究进展、应用,以及实际应用中存在的问题等几个方面,探讨了该技术在海底管道探测方面的应用潜力。国内外一些海域开展的探索性应用显示,该技术可以对海底管道的埋设状态及其周边海域地形地貌和其他小目标清晰成像,并且能够获得管道状态和位置等的细节信息。然而,鉴于海洋水声环境的复杂性和特殊性,SAS在实际应用中仍存在一些问题,需要在信号处理方法、作业方式等方面进行更为深入的研究探索。     

海底管道检测中侧扫声纳声波掠射角的优化设计

针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题,提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法。阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理,并利用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度h计算精度的影响,从理论上确定声波掠射角最佳取值范围的存在。通过工程实例的现场检测与比对试验,获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管道时声波掠射角的最佳取值范围,对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义。     

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。     

Inspection of Bottom Sediments near Underwater Sources of Chemical Pollution

The task of targeted sampling of sediments in the immediate vicinity of objects presumed to be sources of chemical pollution of the sea has been solved. A cassette sampler with six grabs was built, which is constantly controlled by cable under video surveillance. The device is operated from a light boat, which can be kept in place over the object and moved in a preset direction. Positioning at the moment of sampling is carried out by fixing the coordinates of the boat by GPS/GLONASS. The efficiency of the developed sampling system is proved by successful use of the device in surveying a number of potentially hazardous underwater objects found in chemical weapons disposal areas in the Baltic Sea.     

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。     

声呐系统中海洋生物叫声应用效能分析

发射信号波形的选择是主动声呐设计过程中必须要考虑的问题之一,不同的信号形式会直接影响声呐的性能。海洋哺乳生物通过叫声实现种群间的通信以及对水下环境的感知,这一常见的生物学行为激发了基于生物叫声的声呐系统的开发。但海洋生物在全球分布广泛并且叫声种类繁多,需要结合声呐系统的设计参数对采集到的叫声进行效能分析,才能在不改变传统声呐设计的基础上拓展仿生隐蔽探测功能。针对这一问题,提出了基于主动声呐信号分析的海洋生物叫声效能分析方案。以采集到的 6 种海豚叫声为例,基于同步压缩变换和贪婪算法重构样本信号,从 5 个维度对声呐系统仿生信号进行了分析。仿真结果表明,该效能评估方案可对海洋生物叫声进行有效筛选,以确定适合声呐系统的信号波形。     

Tidal Effects on Determining a Point at the Bottom of the Sea by Combining GPS and Sonar Observations

This paper discusses tidal effects on an observation scheme to determine a point at the bottom of the sea by combining GPS and Sonar observations. For the purpose, three kinds of Earth tides are introduced (i.e., the crust tide, the equipotential surface point (ocean depth) tide, and the geoid tide). The corresponding mathematical expressions are derived to demonstrate the tidal effects on GPS and Sonar observations. The relations between the Earth tides are also discussed. Theoretical results imply a very interesting conclusion, namely that, for a local area, the static position of a point at the bottom of sea can be obtained by the dynamic observations without any tidal correction. Actually, the tidal effects cancel each other in the mentioned observation scheme. It therefore indicates that the observation scheme is free of tidal effects. Furthermore, we learned that the divergence caused by any error source on ocean surface is canceled and does not affect the final results. Therefore, to determine the position of a point at the bottom of sea, we need not consider any tidal effects.