浅水高分辨率测深侧扫声纳系统及其海上应用

介绍浅水高分辨率测深侧扫声纳系统(SBSSS)的工作原理和硬件结构,然后介绍系统进行海上井场区域调查的情况,最后给出系统的实时工作结果和水深数据后处理结果。并把系统获得的水深和地貌结果分别与EM3000D多波束测深系统的水深结果、Klein2000型侧扫声纳系统的地貌结果进行对比分析。比较结果表明,浅水高分辨率测深侧扫声纳系统与其他系统获得的结果一致,经数据后处理,测深精度达到IHO特级标准要求。

高分辨率测深侧扫声纳

文中介绍了由中国科学院声学研究所和美国亚迪技术开发(上海)有限公司联合设计和制造的高分辨率测深侧扫声纳,它能够同时获得高分辨率的海底地形和地貌。该声纳由电子分机和分别安装在载体左右两侧的两条声纳阵组成,最大工作水深6 000 m。声纳阵由一条发射线阵和10条间距为λ/2的接收线阵组成,λ为声波波长,其中8条线阵接收声信号,两边的两条为哑元。声纳的多子阵海底自动检测-子空间拟合信号处理方法能克服水声信道多途和复杂海底的影响,正确检测到海底的直达回波。2003年11月和2004年7月,声纳在中国浙江千岛湖进行两次长时间的湖试,获得了高分辨率湖底等深线图和地貌图,正确检测出湖底边长为0.5 m立方体目标的高度。

高分辨率三极断面测深在工程勘察中的应用

介绍了高分辨率三极断面测深技术及其在工程地质勘察中的应用。通过实例证明了此方法在地基稳定性评价中良好的应用效果,能够为高标准建设工程项目提供可靠的地质资料。

应用GDS高分辨率测深法探测黄土滑坡

结合西北地区黄土滑坡的工程地质特点 ,介绍了一种新的电法勘探仪器及其方法———GDT高分辨地质探测仪和GDS高分辨率测深法 ,并结合工程实例 ,指出GDS高分辨率测深法的运用效果较好。

高分辨率多波束测深系统在长江口河底目标物探测中的应用

多波束测深系统分辨率高、覆盖范围较大,广泛应用于航道维护、工程施工、水下目标物探测中。通过采用Reson SeaBat 7125 SV2多波束测深系统对长江太仓段河道进行扫测,能够精准定位沉船、集装箱、机器吊臂的位置以及其形态,能够识别小尺寸(3.5m×3.5m)的构筑物,可为救助打捞提供科学指导。结果表明,多波束系统可为河道应急抢险、小尺寸目标物探测以及形态分析提供精准数据。

我国自主研制“高分辨率测深侧扫声纳”获得重大进展

在863计划两个“五年计划”的持续支持下，由我国科学家自主研制的“高分辨率测深侧扫声纳”在2006年取得一系列的重大突破，这标志着我国在探测高分辨率海底地形地貌的声纳技术方面成功地打破了国际技术封锁，具备了制造国际先进水平的高分辨率测深侧扫声纳的技术和能力。

我国自主研制“高分辨率测深侧扫声纳”获重大进展

科学技术部网2007年1月24日报道经过十余年的不懈努力，在863计划两个“五年计划”的持续支持下，由我国科学家自主研制的“高分辨率测深侧扫声纳”取得重大突破。这标志着我国在探测高分辨率海底地形地貌的声纳技术方面成功地打破了国际技术封锁，已经具备制造国际先进水平的高分辨率测深侧扫声纳的技术和能力。

高分辨率测深侧扫声纳

由中国科学院声学研究所和中船重工集团公司第702所联合承担的“高分辨率测深侧扫声纳项目”和由中同科学院声学研究所承担的“浅水高分辨率测深侧扫声纳系统研制”两个国家863计划海洋资源开发技术课题取得重大突破。标志着我国在探测高分辨率海底地形地貌的声纳技术领域成功地打破了同际技术封锁，已经具备制造国际先进水平的高分辨率测深侧扫声纳的技术和能力。

多波束测深全覆盖测量分辨率研究

根据国际海道测量规范,采用多波束测深手段的特等和1 a等全覆盖测量,可归纳为多波束测深全覆盖测量。多波束测深全覆盖测量对海底目标物具有不同的探测标准。本文在推导多波束测深分辨率模型的基础上对多波束测深全覆盖测量分辨率进行研究。根据全覆盖的原则,推导了多波束测深全覆盖测量的最大航速。通过算例分析,分别给出了纵向与横向分辨率的分布,并对测深扇面的宽度和航速控制提出建议。

多波束测深系统检测海底电缆及数据处理方法研究

海底电缆检测作为海缆运维的关键环节,对保障海上输电正常运营至关重要。为了提高多波束测深系统在海底电缆检测中的效率及稳定性,在SONIC 2024多波束测深仪分辨率估计模型基础上,推导了附加海缆管径约束条件的波束开角、数据更新率、最大航速间的关系式及推荐值,研究了多波束检测海底电缆数据采集与后处理各环节的核心技术。以射阳海上南区H1300MW风电项目220 kV海底电缆作为研究对象,开展基于多波束系统的海底电缆检测及数据处理工程实践,分析检测结果表明,SONIC 2024浅水多波束测深系统可对裸漏及悬空的海底电缆实现精准检测,能如实反映海底电缆本体的真实情况,且扫测的海缆周边海底微地形地貌清晰可辨,在裸漏或悬空的海底电缆检测方面具有很好的工程应用意义。

深水声学拖曳系统

介绍了我国自主设计和研制的深水声学拖曳系统,它的最大工作水深4 000m,安装有高分辨率测深侧扫声纳,可在近海底工作获得高分辨率的海底地形地貌和温盐深等数据。它的测深覆盖范围600m,侧扫覆盖范围800m,垂直航迹分辨率5 cm,最小可检测高度10 cm,测深分辨率高于目前的多波束测深系统。该系统已进行了湖试和海上锚泊试验。该系统的研制成功将对开展大陆架勘查,探测和开发国际海底资源发挥重要作用,拖曳系统中高分辨率测深侧扫声纳还可装船安装,在大陆架水域进行高分辨率海底地形地貌测绘。

基于崩岸监测的多波束系统参数设计

随着多波束技术的快速发展,多波束技术在测深方面的应用也越来越广泛,同时对多波束技术的观测精度也提出了更高的要求。在对SONIC2024多波束的测深系统分辨率模型的基础上,对精细化崩岸监测进行了参数设计研究,分别得出了横向、纵向分辨率的分布规律,推导出了采样率、发射角、最大有效航行速度、扇面开角等参数关系及推荐值,分析了探测精度与水深和发射角的关系、扇面开角与横向分辨率的关系、SONIC2024测深系统纵向分辨率优于横向分辨率等结论。这些结论可作为多波束扫测前对关键参数进行技术设计的依据。最后总结得出了参数的设计流程,并在精细化崩岸监测中对这些参数设置提出了相关建议。

烧变岩及风化基岩层富水性探查

张家茆煤矿13101、13102工作面顶板疏放水资料表明3-1煤上覆风化基岩富水性及2-2煤层火烧区富水性不均一,导水裂隙较为发育,容易成为影响3-1煤安全回采的隐患。为查明煤层上覆烧变岩与风化基岩含水层的富水性,采用高分辨率电测深和音频电穿透技术对13103工作面顶板上方岩层富水异常区的分布范围及相对强弱进行了探查。根据探查结果对为该工作面探放水工作的设计、实施和疏放水钻孔的布置提供参考依据。

中国科学院声学研究所 海洋声学技术实验室

海洋声学技术实验室成立于1987年，现总人数36人，包括研究员4人，副研究员3人，其中博士生导师2人。 在朱维庆研究员领导下取得了多项成果：1．高分辨率海底成像技术，高分辨率测深侧扫声纳达到国际领先水平，测量海底微地形地貌，已形成深水和浅水系列。2．声学测速技术，大深度声相关计程仪和声相关海流剖面仪适用于深水远程导航系统和深水流场测量，我国是掌握了此项技术的世界上少数国家之一；拥有自主知识产权的声多普勒海流剖面仪和声多普勒计程仪，已成功地应用到各个方面。3．水声通信技术，独立提出了性能优良的水声相干通信技术，

中国科学院声学研究所海洋声学技术实验室

海洋声学技术实验室成立于1987年，现总人数36人，包括研究员4人，副研究员3人，其中博士生导师2人。 在朱维庆研究员领导下取得了多项成果：1．高分辨率海底成像技术，高分辨率测深侧扫声纳达到国际领先水平，测量海底微地形地貌，已形成深水和浅水系列。

蛟龙号载人潜水器声学系统

为实现通信、导航、定位、探测等功能,蛟龙号载人潜水器的声学系统由9种16部声纳组成.先进的水声数字通信和海底微地形地貌探测能力是蛟龙号4个技术亮点之一.蛟龙号水声通信机首次实现了7000 m级深度的彩色图像、数据、文字和语音的水声通信传输.高分辨率测深侧扫声纳实现了7000 m级深度的海底地形地貌精细探测,成功测绘出了马里亚纳海沟局部的微地形地貌图.蛟龙号载人潜水器于2009年8~10月、2010年5~7月、2011年7~8月和2012年6~7月完成了1000,3000,5000和7000 m级海上试验,最大下潜深度达到了7062 m,并于2013年6~9月开展了长达113天的试验性应用航次任务.试验和应用结果均表明,蛟龙号载人潜水器声学系统的功能完善、性能先进、运行稳定可靠.