莱州湾近岸海底探测应用研究

近海岸海底环境探测复杂,一直是探测的难点区域。为精准探测近海岸附近的抛石、人工鱼礁、养殖区以及海底浅地层断裂潜伏位置,本文通过侧扫声呐技术、浅地层剖面技术、单道地震技术在莱州湾探测中优化探测参数,分析干扰因素,总结探测结果。分析3种技术在莱州湾工程探测的研究结果表明:侧扫声呐技术在目标区水深12 m左右、75 m单侧扫描宽度探测海底地貌及障碍物,具有极高的分辨率和信噪比;浅地层剖面技术在水下单位发射频率10000 Hz、下潜深度1.5 m时探测海底浅层地质信息敏感度高;单道地震技术在激发能量900 J、激发频率100 Hz时探测相对较深、较复杂的海底地层情况效果好。3种技术能灵活有效、准确地探测出海底及海底地层地貌,可为绿色海洋发展提供直接有效的依据。

合成孔径声纳技术以及在海底探测中的应用研究

合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优势。结合海底管线探查案例,详细分析了该设备的应用情况,并与浅地层剖面仪实际获取的图像进行了对比,验证了双频合成孔径声纳在海底探测中的适应性和探测能力,最后对该技术的研究与应用方向进行了展望。

虚拟仿真技术在海底探测教学中的应用

近年来,虚拟仿真教学在实践教学中发挥了越来越大的作用。该文针对海底探测教学现状的不足,介绍了虚拟仿真技术在实践教学中的优势,结合开发的海底探测系统和虚拟仿真平台介绍了虚拟仿真技术在海底探测实践教学中的应用,同时指出了虚拟仿真海底探测系统存在的不足。

基于geodatabase的海底探测数据库的构建

介绍了基于geodatabase面向对象数据库模型存储海底探测数据的优势,提出了建立基于geodatabase的海底探测数据库对海底探测数据一体化管理的解决方案,以地球物理调查数据为例,对基于geodatabase的面向对象数据库模型建立流程进行了讨论,并将其成功的应用到实际工作中。

海洋地球物理研究与海底探测声学技术的发展

海洋地球物理以物理学的思维与方法研究占地球三分之二面积的海洋系统.20世纪地球科学迅猛发展,它的重大进展是海底扩张说与板块构造说的出现和海底大洋的发现,以及前者所引发的地球科学思想革命,从固定论向活动论的思维转变.海底研究对于20世纪地球科学发展的贡献极为巨大,而海洋地球物理是推动海底科学研究的重要原动力.海洋地球物理在20世纪地球科学的发展中有过辉煌的成就,占有十分重要的地位;在新的21世纪里,海洋地球物理研究仍然保持着前沿科学的地位,继续推动着地球科学的进展.目前的海底探测主要还是依赖于声学探测技术.水下声学定位技术是实现水下探测系统精确定位和海底高精度探测的基础.传统性的海洋地震探测技术是研究海底构造与海洋岩石圈深部结构和寻找海底矿产的主力技术,它近年来无论在海上采集技术还是数据处理技术方面都发展得很快.多波束测深、侧扫声呐测图和海底地层剖面测量等则是近数十年快速发展起来探测海底浅部结构信息的技术.这些技术已经在当代海底科学研究、海底资源勘查、海洋工程和海洋开发,以及海洋军事活动等方面发挥出极其重要的作用.

条带测深系统中使用多子阵的海底探测技术

介绍了一种建立在与相位信息相联系的分离孔径方法的基础上的、用于多波束测深声纳的海底探测方法。作为分离孔径方法的推广 ,多子阵可用于估计海底回波的到达方向 ( DOA) ,应用图像变换从相位信息中计算海底的深度。利用计算机仿真及研制的多波束条带测深仪记录的数据进行处理 ,结果表明 ,这种方法改善了非镜向区域的海底检测性能 ,有效提高了边缘波束的测深精度 。

编码MultiPing在深海海底探测中的应用研究

针对深海海底探测中MultiPing(Multiple Pings)技术的回波识别问题,研究了编码多Ping发射与回波识别技术.信号编码使用2DPSK相位调制方式,以ADSP-CM403F混合信号处理器为核心设计MultiPing编码信号的DSP发射系统;回波解码使用差分相干解调法,用Gardner内插同步算法进行位同步,并基于Matlab中可视化的simulink平台搭建回波解码仿真模型,在示波器中显示回波信号到达的准确时间和解调出的码元序列,根据码元一致性确定每一列编码信号的传播时间,从而得到需要的海底信息;设计实验使用ADSP-CM403F在实验水池中发射75kHz中心频率编码信号,并在接收回波信号中加入不同信噪比的高斯白噪声模拟深海回波信号进行解码研究,得出不同判决门限下,误码率与信噪比的关系.通过对编码MultiPing技术的研究,验证了该方法的可行性.

6000米声学深拖系统为海底探测再添“利器”

由中国科学院声学研究所研制的“DTA-6000”型声学深拖系统近日通过中国大洋协会验收，该系统最大工作水深6000m，测深覆盖宽度两侧可达500m，侧扫覆盖宽度两侧不小于700m，浅地层穿透深度不小于50m，底层分辨率优于0．2m。

绿色能源驱动型海底探测器

科学家目前已经成功研制出一种新型的热力驱动式海底探测器用于海底探测，该探测器能以海水中的热量为其动力源，可在海底航行数月，航程可达数千英里。

海底“哈勃望远镜”——海底探测机器人浅介

“斯洛克姆12号”是由美国最大的独立海洋研究所-伍兹霍尔研究所研制的最新式海底探测机器人。2003年8月，“斯洛克姆12号”进行水下试验，从加利福尼亚州蒙特利湾下水，向海洋远处进发，对该地区的海洋大陆架进行勘探。看着“斯洛克姆12号”从海底发回的连续信号，负责研制它的科学家兴奋地说道：“它们在水下感觉良好。”

海底探测机器人

海底探测机器人朱方斌，王佐华译１０多年来．美国海军一些有才华的设计人员和工程技术人员一直在试图从“割草坪”上得出结论。最近，他们好象已获得成功。“割草坪”是深海搜寻和海上救助的行话．是指每当在海底重新找到某些有价值的东酉——沉在海底的一架被打中的飞机...

海底地形地貌探测虚拟仿真实验设计与构建

海洋科学是一门理工结合的学科,其实践性很强,而海洋科学类专业实践其成本高、周期长、危险性大,导致学生实践时间短、实践体验感较差,因此需要建设虚拟仿真实验平台来完善学生的实验和实践教学。文章依据中国地质大学(武汉)海洋科学类相关课程的教学大纲和培养计划,利用虚拟仿真技术,开展海底地形地貌探测虚拟仿真实验教学建设,构建海洋调查船、海底地形探测、海底地貌探测等虚拟仿真实验,以调动学生参与实验教学的积极性和主动性,从而提升学生的实践能力和解决实际问题的能力。

一种基于声光组合技术的人工鱼礁探测方法

针对早期投放的人工鱼礁在持续跟踪监测手段上不够完善、维护方式欠缺等问题,本文提出一种基于声光组合技术的人工鱼礁探测方法,可在满足礁区生态效益的基础上,对人工鱼礁进行快速的探测。首先,利用侧扫声呐系统进行大范围海域的人工鱼礁精准定位,再利用水下机器人搭载多波束成像声呐,对鱼礁目标进行精准索航;其次,提出一种适合水下图像增强的红色通道算法,实现对鱼礁表面摄像图像的清晰成像,同时结合声呐数据评估人工鱼礁区鱼群密度情况,为人工鱼礁探测以及增殖效果评估探索出一种科学高效、可操作、可复制的方法;最后,选择具有水域大、水层深、建设时间长、礁体投放位置不够精准,探测难度大等特点的国家级小星山海洋牧场人工鱼礁区为探测区域作为试验对象,通过本方法从周期监测策略、过度捕捞、养殖侵占、增殖放流等4个方面进行试验,旨在优化人工鱼礁区的生态环境、提升渔业资源增殖效果,形成安全、现代化、具备示范带动的海洋牧场。

利用海底地震仪探测碳泄漏的研究进展

海底碳封存是解决全球温室效应,提高碳汇的重要手段.然而,海底碳封存会存在碳泄漏的风险,因此有必要对碳储层结构和海底碳泄漏进行监测.其中,一种有效的监测手段是海底地震仪(OBS)多波多分量地震探测.本文介绍了使用OBS探测技术对储层结构和海底地壳内流体的探测实例:主要包括二维、三维台阵OBS试验,使用的方法为走时反演、各向异性分析以及微地震方法.使用OBS进行多波多分量地震探测有范围广、深度大、信噪比高、大偏移距的优点.然而,目前二维和三维OBS探测建立的碳储层和碳泄漏模型分辨率还有待提高,可以通过使用密集台阵的方式来提高观测精度,或布设更优化的台阵来获得最佳分辨率.随着碳中和目标的不断临近,各国碳封存的需求迫在眉睫.因此,尽快发展OBS海底碳泄漏监测技术,保证碳封存方案的实施是尤为必要的.

海底X射线荧光探测系统的软件研制

基于Windows98操作平台 ,结合软件工程的设计原则和面向对象的程序设计方法 ,用VisualBasic 6 .0开发了海底X射线荧光探测系统软件 (EDXRFMS)。该软件能完成数据处理及运算 ,主要解决谱数据的采集与测量控制、成图和图形处理、X射线荧光谱分析、干扰因素的校正、仪器标定与含量计算等问题。EDXRFMS软件与海底X射线荧光探测系统的硬件配合 ,能够进行海上现场多道数据的实时采集 。

近海底高分辨率地震探测系统设计与实现

受大深度水体的影响,传统的海面拖曳式多道地震技术在进行深水地层探测时,目标地层深度处的菲涅耳半径非常大,水平分辨率低,难以满足海域天然气水合物高精度探测需求。针对海面拖曳式地震探测技术存在的上述问题,设计了一套可以在2000 m水深近海底作业的地震探测系统。应用耐压透声发射阵技术,克服了20 MPa外压环境和瞬时内压冲击对等离子体震源子波幅频特性的不利影响,研制的深拖等离子体震源的声源级达到214 dB,主频低于1000 Hz;水下控制中心采用集成SoC片上系统设计,可以对震源进行定距激发控制,进行近海底多道地震数据的连续采集。系统在2019年深海试验拖曳最大深度达2025 m,测试剖面数据显示最大地层穿透深度达380 m,纵向分辨率<2 m,横向分辨率<10 m,为深水海域沉积地层的深拖高分辨率地震探测提供了技术支撑。

我国海底大地电磁探测技术研究的进展

几年以前 ,我国尚未独立开展过海洋电磁探测 ,没有获取海洋岩石层电性资料的技术手段。然而 ,地下岩层的电性参数较之其他物性参数能更好地反映岩石的性质以及岩石所处的物理状态 ,因此迫切需要发展海底大地电磁探测技术。海底大地电磁探测是把仪器布置在海底 ,采集海底大地电磁场数据 ,从而研究海底以下不同深度上介质导电性的分布规律 ,达到了解地下不同深度地质情况的目的。经过两年的努力 ,我们已基本实现了海底大地电磁探测技术的研究目标。