多波束渔用声呐作用距离预报建模及性能分析

多波束渔用声呐是海洋渔业实现高效、精准和选择性捕捞的重要工具。为了系统分析多波束渔用声呐探测性能及主要制约因素对作用距离的影响,针对圆柱形阵多波束渔用声呐,采用水声学系统仿真的方法,分别对主要为噪声和混响环境下的渔用声呐探测性能进行分析,对不同海况下噪声不同目标强度鱼群的探测性能进行比较,分析窄带系统和宽带系统降低混响的能力,并对噪声和混响混叠环境下的渔用声呐探测性能进行仿真分析;最终,从系统设计、发射方式、接收方式等多个角度提出提高渔用声呐探测性能的方法,为远距离、高分辨率多波束渔用声呐的研制提供改进的方向。

多波束渔用声呐最优工作频点选取方法及探测性能分析

多波束渔用声呐是利用水声学方法探测海洋鱼类资源数量和空间分布信息的主要工具。本文阐述了多波束渔用声呐原理及工作过程,采用水声学理论分析的方法并结合多波束渔用声呐在海洋渔业捕捞中的使用场景,给出了作用距离预报模型,分析了影响探测性能的主要因素;针对远洋围网和拖网捕捞的全方位探测需要,重点仿真分析了圆柱阵多波束渔用声呐最优工作频点选取方法及探测性能,揭示了最大探测距离、换能器基阵最小尺寸及最优工作频点3者之间的相互制约机制,分别对噪声和混响影响条件下的探测性能进行评估,给出了在换能器基阵尺寸给定条件下实现最大探测距离的最优工作频点,及在最大探测距离设定条件下实现最小换能器基阵尺寸的最优工作频点;提出了多波束渔用声呐在部署条件或使用场景确定下的最优化频点选取方法,并评估了不同情况下的渔用声呐探测性能,具体明确了适用于远洋捕捞场景中的换能器直径在0.375 m,针对0 dB目标鱼群的最大探测距离为2600 m,最优工作频点应选取为25 kHz,本研究为后续自主进行装备研制、测试和试验提供了理论指导。