多波束测深及影响精度的主要因素

通过多波束测深的基本原理、参数校正和数据改正方法的讨论,阐述了保证多波束测深精度的主要校改正方法,并在模型分析的基础上,探讨了声速剖面的结构及其时空变化对多波束测深精度的影响,指出了三个特征海区声速结构的分布特点,并提出了抑制三海区声速改正误差的可能方法及控制多波束测量中声速改正精度的措施     

潮汐对多波束测深的影响及改正

讨论了潮汐对多波束测深的影响;通过分析验潮站控制及潮汐场解算的潮汐改正传统模式的特点,设计了该模式的工作流程;比较了传统改正模式与GPS无验潮模式的不同,研究了无验潮模式及陆海图拼接所涉及的垂直基准转换技术。     

多波束换能器安装偏差对海底地形测量的影响

针对多波束测深系统换能器安装过程中存在角度偏差问题,给出了换能器安装偏差的相关定义,建立了换能器横向、纵向及艏向安装偏差影响模型,阐述了各项安装偏差对海底地形测量的影响机理,结合算例,研究了各波束点水深误差与位置误差随波束指向角的变化规律及影响量级,进一步给出了部分代表性波束点水深偏差及位置偏差随安装偏差角的变化规律及影响量级,最后分析了各安装偏差间的相关性,以期为换能器安装偏差校正及测深数据质量控制提供一定的参考。     

顾及姿态及声线弯曲的多波束测深归算模型研究

综合考虑测船姿态和声线弯曲对多波束测量影响的耦合效应,严密推导海底测深点位置和水深归算模型。按照模块化程序设计思想,以参数输入输出为研究对象,深入剖析输入参数表征的内容及相关性,合理设计算法流程并突出模型的实用性。实例计算表明:归算模型与国外Caris Hips多波束测量数据处理软件输出结果一致,验证了模型的正确性,程序模块对我国自主研发多波束测量数据处理软件具有借鉴作用。     

基于RTK的测量艇实时姿态模型研究及应用

当前,小艇挂载单波束测深系统实施水深测量时,易受风、流、涌浪等复杂因素影响,导致水深测量精度偏低。为了探究船体姿态对水深测量数据精度影响机理,提升单波束水深测量精度,基于RTK实时测定船体三点的高程,结合小艇姿态改正模型,确定小艇实时姿态、航向、换能器动态吃水及升沉,重算深度及位置。通过在珠江口某海域设置不同姿态场景实测数据,计算实时小艇姿态等数据,分析不同船姿态对测深精度的影响规律,重算了水深及位置数据,有效地提高了单波束水深数据精度。     

波束角偏差对多波束测量的影响及校正

波束角偏差是影响多波束系统测量精度的因素之一,严重时导致测量的海底地形成凸凹形状的伪地形。论述了波束角偏差产生的原因以及对多波束系统测量精度的影响,介绍了借用EM系列多波束系统配置的横向参数校准软件对波束角偏差进行校正的方法,经实际应用,该方法很好地校正了波束角偏差,提高了测量数据的精度。     

SEABEAM 1185多波束系统的测量精度分析及在堤坊监测中的应用

通过与不同型号单波束测深仪的多种方式和角度的比测试验,验证了SEABEAM 1185多波束测深系统具有全覆盖扫测,测量范围大、速度快,测深精度和分辨率高等优点,突出其可靠性和稳定性。介绍了SEABEAM1185系统的组成及其技术性能,并具体分析了系统在监测广东省某河道堤防险段的使用情况及应用价值。     

SeaBeam 3030多波束系统在南海冷泉调查中的应用

在冷泉调查研究中,多波束系统因其快速高效、成本较低的特点被广泛应用.本文靶定南海北部陆坡琼东南盆地冷泉发育区,介绍了SeaBeam 3030多波束系统在冷泉发育区中的调查应用实例.通过分析多波束水深数据和水体数据,确定了调查区海底地形地貌以及水体羽状流特征,同时对该冷泉区开展综合调查的必要性进行了初步分析.研究表明,调...     

Analysis of seafloor backscatter strength dependence on the survey azimuth using multibeam echosounder data

The sediment backscatter strength measured by multibeam echosounders is a key feature for seafloor mapping either qualitative (image mosaics) or quantitative (extraction of classifying features). An important phenomenon, often underestimated, is the dependence of the backscatter level on the azimuth angle imposed by the survey line directions: strong level differences at varying azimuth can be observed in case of organized roughness of the seabed, usually caused by tide currents over sandy sediments. This paper presents a number of experimental results obtained from shallow-water cruises using a 300-kHz multibeam echosounder and specially dedicated to the study of this azimuthal effect, with a specific configuration of the survey strategy involving a systematic coverage of reference areas following “compass rose” patterns. The results show for some areas a very strong dependence of the backscatter level, up to about 10-dB differences at intermediate oblique angles, although the presence of these ripples cannot be observed directly—neither from the bathymetry data nor from the sonar image, due to the insufficient resolution capability of the sonar. An elementary modeling of backscattering from rippled interfaces explains and comforts these observations. The consequences of this backscatter dependence upon survey azimuth on the current strategies of backscatter data acquisition and exploitation are discussed.     

国际背景下的海洋调查技术标准化发展路径研究

通过对比分析我国与美国、欧盟的标准战略、标准化组织机构、标准体系和海洋调查技术标准具体的制订现状,综合比较了我国与发达国家之间的差异,建议借鉴以民间自由竞争为特点的美国标准模式和以高度国际化的标准体系为特点的欧洲标准模式,同时充分发挥国际标准化组织海洋技术分委会(ISO/TC8/SC13)主席和秘书处落户中国这一平台优势的桥梁作用,探索我国海洋调查技术标准国际化的有效路径。     

基于多波束测深仪的西太平洋声散射层测量

为了研究西太平洋声散射层的垂向分布特征和日变化规律,分析了多波束测深系统的水体影像数据。观测结果表明,西太平洋存在着两个声散射层,一个声散射层位于0～200 m,另一个声散射层位于500～700 m,两个声散射层散射强度具有明显的日变化特征,上层散射层的散射强度呈现白天弱,夜晚强的特征,而下层散射层的散射强度日变化规律与上层相反,并且发现深散射层的厚度也存在日变化特征;分析了此种方法的优缺点,对以后声散射层的观测分析提供了新的思路。此外,利用同时下放的声速仪(SVP)的温度和深度数据对下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)的观测结果进行了修正,得到了更为精确的声散射层垂向位置分布。     

基于AutoCAD三维海洋平台结构模型实用技术研究

以一个常见桩腿结构为例,介绍使用AutoCAD建立海洋平台结构三维数字模型。提取结构零件属性、生成零件明细表、合并所有零件、构造整个桩腿结构三维实体模型。查询桩腿结构质量和质心,自动生成桩腿结构视图的方法和操作过程。说明基于通用软件进行海洋平台结构三维数字模型的开发与应用切实可行。     

原位测量技术在黄海沉积声学调查中的应用

介绍了最新研制的基于液压驱动贯入的自容式海底沉积声学原位测量系统及其在南黄海中部海底沉积声学调查中的应用。该系统可以实现对海底沉积物声速和声衰减系数进行原位测量,通过液压驱动装置将四根声学探杆匀速贯入到海底沉积物中,减少了对沉积物的扰动,可按照预设的工作参数在海底全自动工作,无需甲板上人员实时控制,采集的声波信号自容式存储于存储单元。系统工作水深为500 m,测量深度为1 m,测量频率为30 kHz,采样频率为10 MHz。使用该系统在南黄海中部获得了40个站位不同类型沉积物的声学特性原位测量数据,并使用CTD剖面仪对该系统声速测量进行了标定,相对误差均小于0.5%,表明该系统测量数据准确、可靠。     

Development of means and methods of drifter technology applied to the problem of the Black Sea research

During the last ten years, autonomous drifting platforms for data collection (drifters) equipped with Argos satellite communication devices have become one of the main components for the observation system in the upper layer of the ocean and surface atmosphere. This article presents the results of the Black Sea drifter monitoring in 2002–2006 within a number of international programs and projects. During this period, about 70 drifters manufactured by NPF Marlin-Yug Ltd. (Sevastopol, Ukraine) were deployed in the western part of the Black Sea. The drifters were mainly standard barometric Lagrangian tracers and a part of them were principally new temperature profiling buoys. Unique long-term data were obtained about the circulation of the surface currents and the dynamics of the temperature stratification within the seasonal thermocline and the cold intermediate layer.     

水下考古地球物理技术进展、挑战及建议

水下考古涉及不同的调查阶段,其调查范围、水下环境、调查目标存在很大差异,对应使用的调查技术和策略也不同。系统分析了常规的和最前沿的水下考古地球物理及潜水器技术的现状和优缺点,包括声学（多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、单道/小多道地震）、磁力、电磁法、激光雷达、潜水器（HOV、ROV、AUV）等。目前水下考古在海床遗存图像识别、埋藏的小尺寸人工遗物探测、洞穴遗存的探测发掘、潮间带遗存探测和深海考古发掘等方面仍存在大量挑战。建议通过加强海洋行业合作,升级改进现有调查技术,建立技术装备共享机制,从而提升考古遗址发现数量和几率,避免遗址受破坏流失,降低考古经济成本。     

全水深多波束测深系统Seabeam3012在西太平洋马里亚纳海山区地形测量中的应用

中国科学院海洋研究所在开展西太平洋马里亚纳海山区多学科综合科学考察的过程中,利用"科学"轮船载的全水深多波束测深系统Seabeam3012对多个海山进行了地形测量工作。针对作业过程中遇到的恶劣海况导致采集数据质量差、多波束系统易检测错误海底信息、测线布设难度大等问题,提出了基于船体姿态对数据质量影响分析的多波束测线方向优化、基于地形变化并参考浅地层剖面资料的作业参数优化和基于实时采集情况的多波束采集测线布设优化等一系列措施,有效地提高了海山区多波束数据采集质量,并提高了作业效率。获得的高品质地形数据,为多学科协同研究奠定了基础,为ROV等设备的现场作业提供了安全保障。     

Pockmarks in the Ibiza Channel and western end of the Balearic Promontory (western Mediterranean) revealed by multibeam mapping

Pockmarks ranging in width from <10 to 700 m, and with reliefs of 2 to 55 m were discovered in the Ibiza Channel and on the Balearic Promontory, Western Mediterranean, during a multibeam survey. In the Ibiza Channel the larger structures are found within a field of small craters less than 10 m wide and 5 m deep which give the seafloor an "orange peel" texture. The abundant 30 Ma-Present volcanic structures in the region suggests that most of the craters may have been formed by the escape of gases and associated waters via faults from a hydrothermal field beneath the surficial sediments. Others may be the result of neotectonism.