全海洋浅地层剖面仪及其应用

全海洋浅地层剖面仪(Topographic Parametric Sonar,TOPAS)PS 018系统是目前世界上最先进的浅地层剖面仪之一。该系统是全海洋宽带非线性差频浅地层剖面仪,可对海底地层进行全方位测量,同时还兼有测量水深的功能,最大地层穿透深度为150 m,最小分辨率为0.3 m。系统多种发射信号(Ricker波、Burst波和Chirp波)的选取方便了操作者使用,从理论上实现了全海洋测量功能。从实测剖面分析,该系统是中、深水地层测量的理想测量系统。     

脉冲压缩式浅地层剖面仪（PCSBP）

我所研制成功了具有当今国际先进水平的脉冲压缩式浅地层剖面仪（ＰＣＳＢＰ），又称Ｃｈｒｉｐ浅地层剖面仪。又称Ｃｈｉｒｐ浅地层剖面仪。它能同时提高地层穿透深度和地层分辨率，其定量化测量特性特别适合于定量研究海底介质的各种特性。本文介绍该仪器的工作原理、结构、性能、特点和使用结果。     

浅地层剖面仪的测量模拟

为获取声传播环境数据,实验中开展了水文调查和浅地层剖面仪的观测.由于声传播实验发射信号频率与接收船上的浅地层剖面仪信号频率接近,因此声传播实验信号在浅地层剖面仪测量图中产生了斜条纹.利用实验中水听器测量的信号模拟浅地层剖面仪的测量,解释了浅地层剖面仪测量图像中斜条纹的形成,并通过控制声传播实验信号的发射周期和时间模拟条...     

浅地层剖面仪在近海航道工程中的应用

采用浅地层剖面仪在中国黄海近海航道工程中进行声学剖面探测,可以有效界定工程区域地质构造,尤其是识别坚硬礁岩及灾害性浅层气。根据工程实例进行了典型的地层剖面解析分析并对层内物质成分及其沉积环境作了简单的说明。     

研制海底浅地层剖面仪的某些声学问题

近十年来,探测海底几十米至几百米松散沉积层分层结构的“海底浅地层剖面仪”已逐步发展定型,并广泛用于海底工程施工和海洋地质研究方面。这种浅地层剖面仪主要采用以下几种声源装置：电致伸缩器件、磁致伸缩器件、电磁脉冲声源、电火花放电器以及气枪。 浅层剖面仪实际上是一种以地层为探测目标的主动声纳,本文给出了有关的声纳方程式,它将有助于这类仪器的工程设计和性能预报。 从探层声纳方程式出发,采用电磁脉冲声源研制了浅层剖面仪,获得了穿透地层几十米的较高分辨率的记录。对此,本文也作了简单的介绍。     

浅地层剖面仪在港池探测中的应用

介绍了3200XS型浅地层剖面仪工作原理及其数据处理过程,在港池开挖前进行浅地层剖面测量可以详细了解港池内各地层单元的分布和埋深,并对区内的灾害地质体或者障碍物进行有效识别,以保障施工安全和节约工程支出;结合海南某港池的浅剖探测实例,分析了该港池的地层单元划分及地层内物质识别,针对浅地层剖面测量前发射参数的选择和测量中的多次回波、调头区变形等问题等进行了探讨。     

黄海、渤海大陆架的浅地层剖面仪测量与浅地层结构的研究

自本世纪60年代以来,浅地层剖面仪测量技术在世界各大陆架海都得到了广泛的应用,专家们取得了大量实际资料,并发表了多篇调査报告和研究成果(赵松龄,1991;秦蕴珊、赵松龄,1991;赵松龄、于洪军,1993),为查明世界各大陆架海的形成过程、地层结构、环境变迁、海面变化、岸线变迁、河道跟踪、以及地貌类型的划分等提供了新的信息,推动了世界大陆架地质学的发展。在应用浅地层剖面仪测量技术所取得的多种成果中,最为突出的研究,莫过于在世界上的若干大陆架区发现了古河道及其沉积,通过古河道的追踪又可以了解大陆架环境的变迁和海面变化的过程。所以,这项大陆架勘察技术问世以来,一直是大陆架地质勘察中不可缺少的手段之一。 我国大约在70年代初期开始研制浅地层剖面仪,并制成了第一批产品,进人80年代以来,又逐渐引进了国外的新产品用于中国大陆架的勘察。近年来中国科学院海洋研究所利用这种勘察仪器,在南黄海和渤海海域已经获得了数千公里的测量记录。浅地层剖面仪测量资料中大量信息的提取是运用这项技术的关键。本文根据作者所获得的测量资料,对晚更新世末期以来的浅地层结构及古环境进行了探讨。     

基于浅地层剖面仪的连云港航道地质 稳定性研究

随着声学探测技术的不断提高,浅地层剖面仪具有高效、经济、穿透性强等特点,在海洋工程勘察中得到了广泛应用。基于浅地层剖面仪的工作特点,结合连云港海底航道的实际情况,对获得的浅地层剖面数据和图像进行分析和判读,得到海底航道地质结构的特征、边坡及剖面变形情况,由此判断连云港海底航道的稳定性,并分析影响数据精度的因素,为航道疏浚维护提供依据。     

浅地层剖面仪垂直测量性能分析

针对海道测量中浅地层剖面仪垂直测量指标模糊问题,根据声纳方程,讨论了浅地层剖面仪探测水底沉积层厚度的预报方法。分析了浅剖仪垂直地层分辨率的影响因素,并给出了垂直地层探测误差的改正方法。其结论对浅地层剖面仪实际测量作业具有指导价值。     

侧扫声纳和浅地层剖面仪在海管断裂点定位中的应用

结合侧扫声纳和浅地层剖面仪能够探测出海底管道附近异常,路由区浅层地质灾害以及海底管道位置等特点,通过实例探讨了侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管道断裂位置定位中的应用。船锚、浅层气等外力作用,导致海底油气管道断裂,使用侧扫声纳和浅地层剖面仪探测的方法,综合分析海水中的气体屏蔽现象、海底面的地貌异常特征、海底管道的平面位置及埋深变化、地层剖面的反射空白等异常特征,快速准确定位海底油气管道断裂位置。     

长江口河口河槽浅地层剖面探测研究

于2010年枯季利用浅地层剖面仪等对长江口自江阴至北港、北槽和南槽口门段河槽浅部地层进行探测.探测结果显示:江阴至徐六泾段落潮流占绝对优势,床沙质以细砂为主,发育有波长约15～25m、波高约0.5～0.8m的沙波;自徐六泾至口门段河槽床面受势力相当的涨、落潮流影响,河槽床面仅偶尔发育有较小尺度的沙波,波长5.0～12m...     

浅地层剖面仪关键声学参数的检测技术研究

基于在消声水池中对参量阵型浅地层剖面仪进行的声学参数测量试验及数据的处理分析,探索性地提出了一套完整的浅地层剖面仪关键声学参数检测与评价的解决方案.方案主要包括4部分:1)检测平台构建:简述了检测平台的主要组成部分,并对消声水池的建设提出了基本的技术要求;2)声学参数测量:介绍了浅地层剖面仪的声源级、频率和脉冲长度测量...     

Design of a 3D Chirp Sub-bottom Imaging System

Chirp sub-bottom profilers are marine acoustic devices that use a known and repeatable source signature (1–24 kHz) to produce decimetre vertical resolution cross-sections of the sub-seabed. Here the design and development of the first true 3D Chirp system is described. When developing the design, critical factors that had to be considered included spatial aliasing, and precise positioning of sources and receivers. Full 3D numerical modelling of the combined source and receiver directivity was completed to determine optimal source and receiver geometries. The design incorporates four source transducers (1.5–13 kHz) that can be arranged into different configurations, including Maltese Cross, a square and two separated pairs. The receive array comprises 240 hydrophones in 60 groups whose group-centres are separated by 25 cm in both horizontal directions, with each hydrophone group containing four individual elements and a pre-amplifier. After careful consideration, it was concluded that the only way to determine with sufficient accuracy the source–receiver geometry, was to fix the sources and receivers within a rigid array. Positional information for the array is given by a Real Time Kinematic GPS and attitude system incorporating four antennas to give position, heading, pitch and roll. It is shown that this system offers vertical positioning accuracy with a root-mean-square (rms) error less than 2.6 cm, while the horizontal positioning rms error was less than 2.0 cm. The system is configured so that the Chirp source signature can be chosen by software aboard the acquisition vessel. The complete system is described and initial navigational and seismic data results are presented. These data demonstrate that the approach of using fixed source-receiver geometry combined with RTK navigation can provide complete 3D imaging of the sub-surface.     

Application of Subbottom Profiler for Coastal Engineering

Experimental studies have been conducted on the acoustic effects of KLEIN-510 subbottom profiler for different sedimentary layers in estuary and bay areas. Sedimentary layer boundaries can be recorded clearly and continuously by this instrument and then compared with the results from drilling cores to reveal some variations of sedimentary environments. With this instrument, the average deposit rate can be determined and the bed-rock beneath the sea bottom can be found out.     

声速剖面仪水下探头软硬件设计

简要阐述了直接测量式声速剖面仪的测量原理及水下机探头的体系结构;并进一步介绍了自容式和拖缆式两种结构的声速剖面仪的控制单元、模数转换、数据存储、数据提取、控制命令的响应和执行、系统状态的检查及设备的可靠性处理等模块的软硬件实现方法。     

XCTD剖面仪数据传输电路的设计与实现

针对XCTD(投弃式温盐深)剖面仪数据传输速率低、可靠性差的缺点,提出基于曼彻斯特编码的基带传输技术。在系统结构设计的基础上,着重讨论了基于FPGA的曼彻斯特编码器、位定时提取电路和自动增益控制电路的设计。通过测试表明,编码后的系统不仅可以使用基带信号直接传输,而且能够满足系统的通信速率要求。     

小型室内水槽造波造风系统设计

小型室内风浪水槽是海气界面多种微尺度过程实验研究的基础设施.造风造波系统是风浪水槽的核心部分.针对多种微尺度过程模拟的需要,设计了造风造波系统的硬件结构与控制软件.利用该系统,开展了多种造波、造风实验.通过对实验数据的分析,证明该设计满足各项预定指标,可以有效模拟多种海气界面风浪环境.