浅谈Hydrostar型双频测深仪的实验与应用

主要介绍德国ELAC公司生产的Hydrostar 4300型双频测深仪的技术指标及功能特征,同时在应用前对各项性能参数进行了测试和功能校验,并对应用中需要注意的问题做出扼要分析说明,供同行交流参考。     

双频测深仪的终端实现

本文主要介绍了HY-1200型双频测深的功能及其先进的终端技术。该系统采用了大量当今半导体和计算机领域的最新成果,技术含量高,在单片机控制技术应用中具有一定的代表性。系统一年多的无故障运行证明了其可靠性和实用性。     

双频测深仪在海底浅层物质分类中的应用

双频测深仪在进行水深地形测量的同时，通过对声波透射信号的分析，可以判别海底浅层物质类型属性。介绍了声波透射地层的物理特性和测量方法，列举了工程测量中双频测深仪的模拟记录和数字记录的图像，对典型的悬浮淤泥、软泥、沙质和基岩的浅层资料进行了分析，并比较了地质取样资料，说明使用双频测深仪判别海底浅层物质类型是可行的。     

黄骅港内航道浮泥层浅析

利用双频测深仪进行实际测量确认，黄骅港内航道存在厚度约1．5m的浮泥层。简单分析该浮泥层的产生、存在机制以及如何确定黄骅港航道适航水深等。     

用廻声测深仪在黄河口滨海区测深的几点建议

黄河三角洲水下地形测量中，由于作业环境复杂，影响测深仪测深精度的因素很多。为了提高测深仪的测深精度，本文提出了五种较为合理的意见。其中着重论述了静水比测和换能器动态吃水的测定立法两个方面，在论述这两方面时提出了新的实验方法。     

多波束条带测深仪研究发展动态

多波束条带测深仪是一种近年发展起来的具有高测量效率、高测量精度、高分辨率的海洋海底地形测量设备,特别适合于大面积的扫海测绘作业。本文较详细地总结了这种水声测量仪器目前在国内、外研究发展的概况,并分析了其未来研究发展的可能方向     

测深仪显控电路的设计

显控电路在现代精密测深仪中担当着重要角色,它是与测深仪的用户直接发生联系的部分。显控电路是否完善友好直接影响用户的第一印象。以HY1620双频测深仪为例,介绍显控电路的软、硬件设计。     

基于DSP的数字测深仪

随着电子技术特别是数字信号处理器的迅速发展,回声测深仪进入了数字化时代;计算机技术与数字信号处理器的结合,使测深仪一改其单一的旧“面孔”,人机操控显示界面、结构组成呈多样性。详细介绍了最近研制的基于数字信号处理器的数字测深仪的结构和组成、采用的信号处理技术以及试验测试情况。     

多波束测深仪有效扇面宽度估计方法

根据多波束测深仪的声纳方程,提出多波束测深仪有效扇面宽度概算方法。通过多波束测深仪声学设计原理估计多波束测深仪的声学参数。分别对各波束的目标强度和声源级进行估算,给出了不同工作深度和工作脉宽情况下的各波束声源级分布,通过检索各波束的声源级确定多波束测深仪的有效扇面宽度,并对测船的选择提出建议。     

浅水多波束测深仪高分辨率波束形成方法研究

常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。     

Model for the Processing and Estimation of Dual Frequency Echo Sounder Observations in Detailed Bathymetries

The dataset acquired by an echo sounder generally comprises outliers and erroneous measurements which must be automatically processed. The main aim of this research is the development and validation of an algorithm which permits detecting outliers, estimating their real value from data acquired with a multifrequency echo sounder, and verifying the measure according to the desired accuracy. The process considers the nature of the seabed and improves the density and number of lectures without globally compromising the precision, but enhancing it in areas with anomalous measurements. Twenty-nine percent of this type of measurements, which would have been otherwise rejected, have been estimated.     

不同海底底质类型水深数据特征分析

在典型的实验海区，使用双频测深仪和箱式取样器，对海底进行同步探测，获取双频测深仪不同底质类型数据。比较了式取样器海底底质样品，归纳出海底基岩、沙、粘土的双频测深仪水深数据和双频测深仪海底模拟记录图象特征，该特征可为双频测深仪识别海底底质类型提供先验认识。     

基于Kongsberg EM多波束的Snippet数据处理方法

多波束声呐记录的海底后向散射片段(Snippet)数据处理成角度响应曲线和地理编码(Mosaic)图像可以 帮助识别海底底质类型和反映地貌形态,这一过程包括辐射校正、角度响应改正(AVG)和几何地理编码,但不同的多波束系统硬件在辐射校正和角度响应改正方法上存在差异且传统处理方法忽略了声呐系统本身的指向性模型随时间变化的事实。以声呐方程为基础,针对Kongsberg EM 多波束系统提出了一套完整的Snippet数据处理流程,并分析了各步骤中存在的可变性,给出了每一步的处理建议,最后将此方法应用于EM2040浅水多波束实测数据,并验证了该方法的有效性和实用性。     

长江口海域声速剖面特性及其对多波束勘测的影响

利用2004年10-12月一个航次的测量数据,分析了长江口附近某海区的声速结构特点,发现该海域的声速结构受长江冲淡水的影响非常大,随着潮汐的变化,声速日变化量较大,具有类似潮周期现象,即随着落潮大量淡水和泥沙的注入以及涨潮时新鲜海水的补充,声速的时空变化较大,致使多波束系统的波束导向和声线跟踪偏差较大,很大程度的地影响了多波束系统的勘测精度(特别是边缘波束对应的水深数据误差更大)。针对于此,给出了几点改进建议。     

高分辨率波束形成器在多波束测深系统中的应用

对于海底地形测量,基于FT波束形成的幅度检测法空间分辨率较低,只能较准确给出有限测点的水深信息;平坦海底前提下,分裂子阵检测法或多子阵检测法可以得到连续测点的水深信息,复杂海底地形条件下,这两种方法均难以应用。能否利用高分辨率波束形成器来提高测深系统的空间分辨率是一个值得研究的问题。使用ESPRIT波束形成器处理了多波束测深系统的试验数据,并就其性能与FT波束形成器进行了比较与分析。     

测深仪深水浅报现象的形成与自动纠正方法

简要介绍了容易被忽略的深水浅报现象的形成原因,通过分析深水浅报现象形成机理,确定了解决深水浅报现象的理论基础,提出了深水浅报实现自动纠正的方法。     

多波束回声数据的统计与底质分类应用

利用声反向散射数据作海底沉积物分类,是海洋地质学家感兴趣的话题,也是目前多波束声纳应用的一个研究热点。结合胶州湾实际调查数据,探讨了贝叶斯分类方法在该领域的应用。研究结果表明,该方法可以对不同的底质类型进行分类,可以识别未知的底质类型以及对混合在一起的两种不同类型的目标进行分类。     

多波束回波强度位置归算及图像化表示

多波束在测深的同时也记录回波强度数据。在分析多波束回波强度记录方式的基础上,主要针对波束内回波强度的定位和数据优化等问题进行了探讨,确定了回波强度位置归算方法。最后,以Simrad EM1002多波束实测的回波强度数据为例,进一步阐述了在地理坐标框架下回波强度的图像化表示方法。     

倒置式回声仪的研究进展

倒置式回声仪(IES)是一种锚系于海底的海洋观测仪器,它通过向上发射声信号并接收从海面反射的回声信号,测量并记录声信号的垂向往返传播时间。倒置式回声仪具有体积小、设置方便、性价比高、安全性强等特点。IES已经成功应用于全球多个海区,并取得了举世瞩目的成果。文中回顾了IES的发展历史,系统介绍了有关IES的研究成果与进展及在我国的初步应用。