干涉声纳系统

最近十几年来 ,详细的海底地形测量发展迅速。海底地形图可以为海洋地理研究、海洋开发和海洋工程提供丰富的信息 ,为大陆架边界确定和专属经济区的划界提供充分的依据。新型海洋测量仪器不断投入使用 ,干涉声纳系统 (又称相干声纳系统 ) ,就是进行高密度、高精度海底地形测量的专用设备。1　干涉声纳系统的特点干涉声纳具有测量效率高、成图质量高、适合各类船只使用的突出特点。(1)测量效率高　干涉声纳可以测量左右两侧各30 0ｍ宽条带内的水深。左、右舷两个换能器波束覆盖的角度可达 30 0°,可以测量到换能器侧方甚至上方的区域。测量覆…     

海洋声学技术在无缆水下机器人中的应用

1 概述 电磁波在水中衰减严重,传播距离较短。声波可以在海洋中传播很远的距离,声波是海洋中的主要信息载体。海洋声学技术在海洋中用于探测、通信、导航和定位,它是海洋遥感技术的重要组成部分,近年来获得迅速发展。 海洋声学技术主要包括三大类声纳,即探测声纳、导航声纳和水声通信机,详见附表Ⅰ。     

主动声纳探测效能评估的HMG法

海洋水声环境时空变化显著,评估其对主动声纳探测效能的影响具有重要的理论意义和应用价值。提出HMG方法用以评估水声环境效应对主动声纳探测的影响。采用UMPE(The university of miami parabolic equation)、CANARY、JACKSON模型模拟特定海洋环境下的传播损失、环境噪声、混响分布,将模拟结果融入主动声纳检测概率模型,计算检测概率。评估结果发现近场检测概率较高,远场可检测的区域与声能汇聚区一致。     

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。     

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。     

高分辨图象声纳目标模拟器的设计

高分辨图象声纳在小目标的探测和识别中扮演重要角色，目标模拟器是图象声纳设备调试的主要仪器之一。文章讨论了模拟器信号发生的机理，分析了近场和远场声基阵输出的信号模型。给出了利用该仪器测得的某型图象声纳的波束图。     

声波对海洋生物影响实验中换能器的研制

本文介绍利用圆柱形换能器水平无方向性和换能器的近场波束特性，采用压电陶瓷圆柱的径向振动和壁厚振动不同振动模式，设计适宜于声波对海洋生物影响实验使用的换能器。     

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。     

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。     

拖体定位中的海洋动态环境效应补偿

为提高海洋拖曳作业中拖体的定位精度,分析了海洋动态环境对拖体定位的影响,给出了两个主要海洋动态环境要素即海流和航速对拖体定位的补偿模型,对海洋磁力测量、侧扫声纳探测有重大应用价值。     

海洋石油管线探测多波束剖面声纳设计

针对海洋石油管线探测多波束剖面声纳的高速、大容量的实时信号处理任务,以及声纳系统进一步扩展的需求,设计并实现了一种基于IP网络互连的、以并行DSP为处理节点的多波束剖面声纳系统.该系统应用于海底石油管线探测与定位,系统中的每个处理节点与数据采集转换部分采用TCP/IP网络连接,可以通过物理上添加一个或多个处理节点成倍的提高系统的信号处理能力,而在软件上无须大的改动.通过电联调与水槽试验,验证了系统的可行性和稳定性,该设计为高速水声阵列信号实时处理系统提供了一种全新的解决思路.     

蒸发波导高度分布变化对雷达探测的影响研究

针对蒸发波导高度在海洋上水平分布不均匀,进而影响雷达探测距离的问题,采用雷达探测距离评估模式,对蒸发波导高度随距离变化条件下雷达探测距离进行仿真分析,结果表明当雷达天线位于水平非均匀的蒸发波导内,雷达在蒸发波导低的一侧向蒸发波导高的一侧探测时,雷达最大作用距离超过蒸发波导高的一侧向蒸发波导低的一侧探测时雷达的最大作用距离,这与视蒸发波导高度为水平均匀的采用单站蒸发波导数据评估雷达最大探测距离的结论相反。说明在蒸发波导高度水平分布非均匀的海域评估雷达作用距离时,需要获取大于雷达作用距离的蒸发波导数据,采用随距离变化的蒸发波导评估雷达作用距离。     

侧扫声纳图像增强技术

随着海洋探测技术的飞速发展,侧扫声纳的图像质量和定位精度迅速提高,其应用日益广泛和深入。在声纳图像判读分析时,常常需要进行辐射改正和均衡增强。根据海底地貌声纳图像的特点,归纳了几种有效、适用的图像增强方法,并建立了声纳图像分析软件。     

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。     

国内外侧扫声纳测量标准比较研究

由于侧扫声纳应用领域不断扩大,用户要求不断提高,国际海道测量组织和世界测量技术发达国家相继发布了各自的新版测量规范和标准。本文将我国侧扫声纳现行测量标准与国际相关标准在系统探测能力、测线布设、数据采集、质量控制等方面进行比较详细的分析比较,指出了我国侧扫声纳测量规范在测线布设、数据采集要求等方面的不足,旨在推进我国测量标准尽快实现与国际接轨。     

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。     

海洋生物特异功能:带给人类的思索——海洋生物仿生技术趣谈

主动声纳——从海豚得到的启示声纳是受人耳和动物的回声定位系统的启发而研制成功的。电磁辐射在水中传播时由于水的吸收而衰减很严重,但声波却能在大海中传得很远。有一次在印度洋里爆炸一枚深水炸弹,它所产生的声波竟传到了27750千米以外。最初的声纳比较简单,是被动式的,后来发展的主动式声纳也不如海豚和蝙蝠等动物的回声定位系统,在灵敏度、小型化和抗干扰等方面远比生物声纳系统更逊色得多。     

多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用

介绍了多波束测深系统和侧扫声纳系统的工作原理,通过实例说明了多波束测深系统和侧扫声纳系统在海底目标探测的工作流程,总结出两种探测系统在探测海底目标上的优缺点,说明了多种探测手段的综合应用是海底目标探测技术的发展方向。     

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。     

涡激振动对船舷安装的相干声纳条带测深系统测量精度影响分析

相干声纳条带测深系统采用船舷安装时,连接系统水下单元的钢管在水流作用下可能发生共振和频率锁定而剧烈振动,其下端的以换能器为主的系统水下单元也会随之摆动,使数据质量和测量精度受到影响。笔者通过分析在实际工作中遇到的问题发现:连接系统水下单元的钢管越长,钢管越容易在低流速条件下发生共振现象;换能器剧烈摆动会造成大量噪音信号;换能器摆动幅度较大时系统的安装校准会失效。本文通过解析计算得出了在现场操作中不同悬挂长度的钢管发生频率锁定时的控制流速以及换能器最大摆动幅度,认为实际工作中换能器距固定点在1.0m以内是可靠的,并对现场操作中如何减弱和避免涡激振动对系统精度的影响提出建议。