Development of method in precise multibeam acoustic bathymetry

The sound ray tracing method can achieve higher accuracy in determining depths and plan positions with muhibeam echo sounding sys-tem. In data processing, actual sound speed profile must be used in the method. However, the method is too complicated. In order to overcome the shortcoming, this paper presents a new method, the position correction method. Two situations are considered in the new method, namely, change of sound velocity keeps constant gradient in whole water column (including N layers) or in different water layer.     

高频声学仪器底床高度野外测量及室内验证

河口海岸地区底床的冲淤变化是沉积动力学研究主要内容之一,而野外观测是准确获得现场底床冲淤变化信息的关键。本文利用观测近底边界层三维水动力信息的声学三维多普勒流速仪（Acoustic Doppler Velocimetry,ADV）对长江口南槽底床高度变化进行了野外测量,为验证野外现场实测数据的可靠性,设计了2个室内试验,并对ADV测量底床高度的可行性进行了验证：试验一对比了人工测量的ADV换能器实际距离底床高度H与ADV自身记录的其换能器距离底床高度h,确定了ADV测量底床高度的范围;试验二利用ADV测量静置的高浊度水体,确定了含沙量对ADV测量造成影响。试验结果表明：①由ADV内部存储的vhd数据文件可以直接获取换能器距离底床的高度,但是这一测量结果存在适用范围,换能器实际距离底床高度H需要满足150 mm≤H≤370 mm;②当换能器实际距离底床高度H <150 mm时,可通过提取pck数据文件获取换能器距离底床的高度;③当换能器实际距离底床高度H>370 mm时,仪器无法获取该数值;④当水体含沙量超过14.36 kg/m³时,ADV测量同样无法获取到换能器距离底床高度信息。     

日本海西南海域现场观测和卫星高度计获取的海面高度距平的比较研究

压力传感逆式回声仪(pressure-sensor-equipped inverted echo sounders,PIES)可以用来测量海底压力和声波从海底到海面的传播时间。海底压力和声波传播时间分别被用来估计水体质量变化(正压)和比容变化(斜压)对海面高度距平的贡献。对由PIES在日本海西南海域现场观测数据得到的海面高度距平(PIES SLA)与卫星高度计海面高度距平(Sat SLA)进行了比较研究。利用相关分析法,对PIES SLA和沿轨T/P卫星、沿轨ERS-2卫星测得的海面高度距平(TP SLA、ERS-2 SLA)进行了比较;对PIES SLA和AVISO网格化海面高度距平进行了比较,估计可能的误差来源,并分析PIES SLA正压部分和斜压部分对SLA的贡献。比较发现,PIES SLA和Sat SLA的相关系数较高,且均方根误差较小,并且对特定区域和特定站点产生误差可能的原因进行了进一步的探讨。通过研究,有以下结论:(1)相对于湾流和黑潮地区,这一区域正压部分对海面高度的贡献相对较大;(2)如果再考虑斜压变化对海面高度的贡献,PIES SLA和Sat SLA相关系数会有所提升;(3)在高能区PIES SLA和Sat SLA相关系数较高,符合得相对比较好。总的来说,在日本海地区,PIES SLA和Sat SLA相关系数较高,具有较高的一致性,能为我国海洋二号(HY-2)等卫星高度计的校验提供一种可靠的方式。该研究对于PIES的研发和设计以及对于PIES的布放位置的选择都有一定的借鉴意义。     

一种无人船水深测量系统及试验

针对浅水、未知、污染等困难地区的水深测量,研制了一种无人船水深测量系统。该系统包括岸基(母船)控制单元和测深船单元,其中岸基控制单元利用无线电遥控测深船走航测量并实时接收测量数据,测深船单元搭载GPS、电子罗盘、声学测深仪和主控系统。目前已开展了4次湖试和1次海试,验证了无人船用于水深测量的可行性和实用性。     

一种逆式回声仪传播时间数据的处理方法

逆式回声仪（Inverted Echo Sounder,IES）是深海声层析领域主要的信息采集设备,它发射声信号并根据接收时间来反演海洋区域的物理性质。但是由于海洋深度的不均匀性,不同设备采集的信息难以进行统一使用。针对上述问题,基于墨西哥湾逆式回声仪采集数据开展研究,结合 IES 数据转化方法实现传播时间信息的拟合与去噪。还针对季节偏差与参考面转化进行深入研究,提出了一种考虑季节偏差的方法,将季节偏差从测量数据中剔除,并将时间数据转化到定义参考面上,有效提升了数据处理方法的鲁棒性。方法可适用于其他海域逆式回声仪数据的处理,也可为其他类似研究提供参考。     

线性调频信号在国产多波束测深仪中的应用

为提高小目标识别性能,多波束测深仪通常使用短连续脉宽信号 （Continuous Wave, CW） 进行探测。然而,短脉宽信号携带能量有限,测深最大距离及扫测宽度得不到保证。发射长脉宽线性调频 （Linear Frequency Modulation,LFM） 信号,结合脉冲压缩技术可解决这一矛盾。本文主要介绍 LFM 信号在国产 iBeam8120 浅水多波束测深仪中的工程应用情况,重点阐述接收回波信号处理方法,实测数据脉冲压缩效果,并分析了相位差精度影响因素。外场试验数据表明：经脉压处理后,声呐图回波能量更为集中,底检测性能得到改善。     

海底勘查技术的最新发展

介绍用于探测海底三维地质特征的海底量的最新发展，主要包括海底地形测绘技术，海底形貌观测技术，海底地层声学探测技术等。