浅海动态环境下蛙人探测声呐布放深度优化技术

蛙人探测声呐的探测性能及作用距离不仅与目标海区的声速剖面和自身性能参数有关,还与其布放深度有关,其布放深度的选择对于水下目标探测具有重要意义。以射线跟踪理论为基础,建立了基于探测概率感知的声呐性能评估模型;提出了一种声呐布放深度自适应优化算法,该算法以不同准则进行两次筛选优化后可得到声呐最佳布放深度。仿真结果表明:在不同水文情况下,所提优化算法可以有效选择最优布放深度,进而提高声呐对目标的探测性能。

水下探测声呐在半潜式平台水下安防系统中的应用

将水下探测声呐应用于半潜式采油平台对非法入侵的水下蛙人、潜行器和水下外来人员等目标进行实时探测预警,必要时采用防卫机制人工将目标驱离限定水域。从声呐图像预处理、运动目标检测和轨迹跟踪等3个方面详细设计水下声呐探测方案,并对探测方案进行应用试验。结果表明该方案可有效检测目标并进行轨迹跟踪,验证了水下探测声呐应用于半潜式平台水下安防系统中的有效性。

远探测声反射成像测井裂步式傅里叶法偏移成像

远探测声反射成像测井相比地震勘探有更高的分辨率,相比常规声波测井有更深的横向探测深度,可以对井外裂缝、孔洞及其他地质界面进行探测,进而对复杂、隐蔽性油气藏进行评价。有效的偏移成像算法是声反射成像测井资料应用的关键。提出远探测声波井下裂步傅里叶叠前深度偏移方法进行偏移成像处理。该方法基于地震资料处理方法中的裂步式傅里叶偏移方法,针对声反射测井作了相应的改进,不受倾角限制和频散的影响,同时,可以适应速度场中等程度的垂向变化。通过数值模拟数据以及实际资料的处理验证了该方法的有效性。

蛙人探测声呐两种常用信号的分析与应用

主动蛙人探测声呐信号类型的选择至关重要,直接决定着声呐的目标分辨力和抗混响干扰能力。矩形脉冲(Continuous Waveform,CW)信号和线性调频脉冲(Linear Frequency Modulated,LFM)信号是目前国内外主流蛙人探测声呐最常用的2种信号。利用模糊函数对这2种信号的分辨力和抗干扰能力进行分析,简要阐释其在系统中的应用和实现。应用结果表明,大时宽带宽积的宽带信号能同时提高距离分辨力和速度分辨力,可有效提高发射能量和混响抑制能力。

无人平台自主探测声呐的发展现状和展望

无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以“基于矢量水听器阵的无人平台远程主被动自主探测系统”为例,给出了具体应用,介绍了静态目标、运动目标以及主动工作模式下的外场试验结果。最后从智能化、模块化、协同化、编队化4个方面展望了无人平台自主探测声呐的未来发展趋势。

蛙人探测声呐系统发展综述

蛙人在水下声信号强度低,难以被探测,可秘密潜入港口、岛礁等重点水域进行侦察破坏等行动,是水下预警的重要方式之一。文中首先论述了水下探测蛙人的难点,分别介绍了主被动声呐探测蛙人的原理和依据的声信号特征。然后,综述了国内外蛙人探测声呐(DDS)装备的技术现状,总结了目前DDS系统的技术特点,包括信号处理技术、远距离传输及供电、安装布放、环境自适应能力、系统可靠性、多声呐联合以及多系统协同等方面,提出了新材料技术、匹配层技术、检测概率提高技术、目标自动跟踪及识别技术、垂直相控发射技术以及组阵技术等DDS装备发展的关键技术,为行业内DDS装备的研究提供参考。

蛙人探测声呐系统发展综述

蛙人由于目标小、破坏性大,可担负常规力量无法完成的任务,已成为港口与近岸水域的严重威胁之一。水下蛙人探测是非传统安全保障领域的一个重要研究方向,对于港口、大型舰船、滨海娱乐场所、海上石油钻井平台等重点水域的安保和防御具有重要意义。文中首先论述蛙人的主要特征,指出了蛙人探测的难点问题,同时阐述蛙人探测声呐(DDS)的相关原理。随后以英国、以色列、加拿大等国和国内具有代表性的产品为例,详细介绍当前国内外DDS系统的发展状况。最后总结我国在DDS方面取得的成果,指出国内DDS技术与国外的差距,展望DDS的技术发展趋势,为促进我国DDS的发展提供借鉴与参考。

反UUV探测声呐系统发展综述

无人水下航行器(UUV)可承担多种水下特种作战任务。近年来,敌方UUV给我国港口和海岸关键设施造成严重威胁。反UUV探测声呐是实现对敌方UUV入侵预警,保护港口、海岸安全的重要手段。文中简要分析了UUV的特征及其探测难点,介绍了国外利用蛙人探测声呐系统、海岸监视声呐系统实现UUV探测的研究现状,并总结了目前反UUV探测声呐系统的关键技术、主要问题和发展方向,可以为行业内反UUV探测声呐系统的研究提供参考。

用混频探测声描记多频率声顺图

本文介绍采用混频探测声取代传统用的单频探测声描记多频率声顺图的方法,其要点是由计算机合成混频探测声,用FFT分离采集信号中各个频率分量,从而在外耳道的一次加减压力过程中获得八种频率(244,439,634,830,1025,1220,1416,1611 Hz)的声顺图.与传统方法相比效率提高近十倍。FFT分析使仪器有较强的抗干扰能力。计算机根据达到的压力控制采样,使耳道加减压时即使有少量漏气也不影响测试。这些给仪器的使用提供了很大的方便。

蛙人探测声呐发展现状及关键技术

蛙人探测声呐的建设与发展是反蛙人装备体系建设中的一个非常重要的环节。论文首先通过分析蛙人声散射特性和被动声学特性阐述了蛙人探测声呐工作的物理基础;其次,分析了国内外蛙人探测声呐发展的现状,并就当前蛙人探测声呐系统的关键技术及解决方案进行了展望。

蛙人探测声呐(DDS)系统概述

重点介绍了蛙人探测声呐系统的系统组成,主要包括多波束蛙人探测声呐、处置设备即强声驱离装置以及对应的目标识别和定位软件、警告驱离控制软件等三部分组成。并对各关键部分的作用原理、构成及设计做简要陈述,为后续蛙人探测声呐系统的工业应用推广提供一定的参考依据。

面向水声探测识别的小目标特征提取研究进展

在水下防御的决策过程中,对蛙人、潜航器等入侵小目标的类别辨识直接关系到指挥控制系统对人员和武器的分配,并影响战斗走势。介绍了蛙人探测声呐研制进展、水下小目标探测识别框架。围绕特征提取这一关键技术,分别述评了回波类和噪声类的常见特征。分析了该领域面临的挑战,并展望了可行的研究方向。

基于主动识别声呐的养殖塘南美白对虾探测与初步分析

为实现高效、快速和准确的虾类识别和行为观测,提出一种基于主动识别声呐(DIDSON)的养殖塘南美白对虾探测和行为分析方法。该方法利用无人艇搭载主动识别声呐(DIDSON)对养殖塘设置的8个观测点进行连续定点观测,利用基于ECHOVIEW构建的虾类识别计数模型对采集的图像数据进行识别提取,通过目标识别、目标提取、通量分析以及方向分析等方法获得养殖塘南美白对虾的初步行为特征。试验在8个观测点观测的虾群数量极值分别为251只和208只,均值为234只,单位时间内的虾群通量区间为[108,131]只/(min·m^(2)),不同点位虾群正向游塘的占比均大于85%,通量变化较小。结果显示,该方法可以观测到养殖塘内虾群存在规律性的游塘行为,相较于传统的水下视觉观察和被动声呐调查,有效解决了养殖塘中虾群行为观测的难题,为制定更加高效的虾塘饲养和管理方案提供科学的数据支持。

柔性浅埋物的声-振智能探测

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

复杂岩溶地层地铁车站深基坑涌水灾害的声呐探测及综合治理

[目的]在佛山地区,复杂岩溶地层具有特殊性,其钙质粉砂岩地层及其破碎带极易引发地铁车站基坑涌水灾害。因而有必要采用声呐技术进行探测,并通过综合治理解决涌水问题。[方法]以佛山地铁3号线中山公园站为研究对象,从涌水险情出发,介绍了该站声呐探测方案,并基于探测结果分析了该站深基坑地下水的渗漏特性,判定了渗漏点的空间分布及其涌水灾害类型。结合基坑底部超前钻勘察成果及基坑内涌点分布特征,提出了坑外后退式双液注浆止水帷幕+坑内咬合旋喷桩基坑渗漏联合封堵方案。着重阐述了方案中后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩以及MJS(全方位高压喷射)桩等技术的施工要点。对采用综合治理前后的代表性测孔处地下水渗流速度进行对比,以验证治理效果。[结果及结论]声呐探测技术能精准探查岩溶地层深基坑渗漏点的具体位置及其渗流场相关参量。采用后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩及MJS桩相结合的联合封堵方案可有效解决复杂岩溶地段深基坑开挖大面积涌水渗漏技术难题。

随钻冲激声源深探测接收换能器参数模拟

近年来,随钻冲激声源深探测技术成为石油钻井领域的重要技术之一。接收换能器是随钻冲激声源深探测仪器的重要组成部分,其接收灵敏度不仅影响冲激声源深探测数据的准确性,还影响钻井、测井的可靠性。基于此,文章从接收换能器的结构参数入手,利用有限元分析法,研究了圆形叠片压电换能器结构参数的变化对其接收灵敏度的影响规律。研究表明:增加换能器半径可以增大灵敏度平均值;压电陶瓷片厚度越大灵敏度越高;金属基片厚度变化对灵敏度影响不大。期望本研究的数值模拟计算可为冲激声源深探测接收换能器设计、研制提供技术数据和参考。

行星大气声探测平台声学风洞吸声材料的选用

建立具备声学测试环境的行星大气声探测平台对深空探测具有重要意义,而风洞吸声材料的选用对声学测试环境消声能力的构建至关重要,需要吸声材料具备耐低温性能及在经历高真空后在低压环境下应用的能力。文章针对行星大气声探测平台声学风洞对吸声材料的选用要求,以平均吸声系数α>0.5为标准选取了3种纤维类候选吸声材料,对它们的耐低温性能、在200~6300 Hz频率范围内的吸声性能及在真空下的放气速率进行对比;确定无胶长纤维白色玻璃棉作为声学风洞吸声材料,并进一步验证了其应用于行星大气声探测平台声学风洞的可行性。

潜艇非声探测技术综述

传统声学探潜技术由于作战环境的复杂化已逐渐受限,与此同时,非声探潜技术的重要性日益展现。文章分别介绍了磁异探潜技术、激光探潜技术、尾流探潜技术、电场探潜技术以及红外探潜等其他非声探潜技术,详细描述了各种非声探潜技术的优势及其局限性,并对非声探潜技术的发展趋势进行了展望,旨在为研究非声探潜技术提供有益参考。

基于BTR的雷达声呐探测目标匹配融合技术

为了解决被动声呐无法有效分辨水面和水下目标的问题,将雷达探测目标航迹映射到被动声呐探测目标的时间方位历程图(BTR),通过将雷达和声呐探测目标航迹进行匹配融合处理,实现了不同维度目标信息的关联融合,从而准确分辨是水面目标,还是水下目标。试验结果表明,该技术能够有效实现雷达声呐共同探测目标的匹配关联,能够对水下目标的准确分辨提供理论指导。

声呐探测法在桩底岩溶探测中的应用分析

昆明至倘甸高速公路多段穿越岩溶发育区,在建设阶段,岩溶是桩基工程的主要工程地质问题.岩溶区桩基施工中采用声呐探测法对桩底岩体完整程度及岩溶进行探测,声呐探测法将声呐技术应用于地质勘探中,利用桩孔中的泥浆作为声波传播和耦合的介质,探测桩底的溶洞发育情况,能有效地判断桩底以下10 m范围内岩溶发育情况,分析判断溶洞顶板的稳定性,并针对性的对桩长进行调整,可确保桩基的稳定.通过施工验证表明,该探测方法的准确性较高,具有检测周期较短、成本低的优点,可在岩溶发育地区桩基施工中发挥重要的作用,具有推广应用的价值.