多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究进展

介绍了利用多波束声纳水柱影像探测中底层水域目标的研究现状,以实例说明了多波束声纳水柱影像的典型应用,展望了其应用前景。多波束水柱影像携带了波束从换能器到海底的完整信息,可用于探测从海面至海底的声照射目标,包括探测航道障碍物、水雷和海底突起物等海底民用军事目标,检视水下工程,也可探测鱼群、海洋内波、羽状气流等中底层水域固体或非固体目标。通过改变波束照射方式,多波束声纳可兼作扇扫声纳,还可进行动态目标的探测与跟踪。多波束声纳水柱影像在水下目标探测中应用广泛,多波束声纳技术也发展迅速,典型特征是波束数增多、波束角减小、覆盖角度扩大、信号带宽增加、硬件体积缩小。高精度、高分辨率、三维立体测深成像将是未来多波束声纳的发展方向。未来多波束声纳技术将集成侧扫声纳、合成孔径声纳、扇扫声纳等多种水下声学成像工具于一体,其应用领域也将进一步拓展。

多波束声纳水柱影像分析工具的设计与实现

多波束水柱数据携带了波束从换能器到海底的完整声学信息,可用于探测海面至海底的声照射目标。通过对多波束原始水柱数据文件(*.all,*.wcd)解析,分析提取水柱数据绘制其航向剖面图、垂直剖面图和波束阵列图。利用水柱影像分析工具可清晰判断水体中目标物的形状、大小和位置,获得传统多波束深度测量无法探测到的细小特征。实例分析表明,研发的水柱影像分析工具在水柱成像及水体目标探测识别中有着重要应用价值。

多波束水柱影像中三维羽流数据提取方法研究

海底气泡羽状流被公认为指示海底存在天然气水合物的有效标志之一,因此实现对海底气泡羽状流的高效探测和准确分析,具有重大的战略意义。利用羽流气泡与海水声阻抗存在差异的特性,发现并提取了多波束声呐图像中水柱影像上的声学耀斑,为海底羽流探测提供了新的思路。结合最短距离和中值滤波对含有羽流耀斑的水柱影像进行处理,从而实现羽流目标反向散射强度与背景环境噪声分离,同时采用走航式观测的方法获得测区的三维数据,通过研究羽状流声反射回波强度阈值,设计一种基于3D搜索单元的羽流气泡三维滤波器,实现了墨西哥湾三维羽流数据的提取。

多波束声纳水柱影像在浅水目标探测中的应用

在海道测量领域,有关多波束声纳水柱影像的应用研究已成为当前的前沿和热点问题之一。分析了影响水柱影像质量的主要因素,阐述了水柱数据采集的参数设置和影像判读的一些要点。通过在南海区的几个实践案例的分析,对水柱影像在水下障碍物探测中扫测细小物体、获取目标详细特征等作用进行了验证,说明了水柱影像在多波束声纳底部检测的质量控制方面存在的优势,最后提出了目前面临的一些问题和应用前景。