单波束测深技术在海底管道检测中应用

为查明海底管道的位置和掩埋状态,在海底管道检测中使用了单波束测深技术。对探测过程中海底管道的声波反射特征和解释方法进行了研究,研究结果表明,浅水时反射曲线更能反映管道的真实形态;深水时无论是绕射曲线还是反射曲线均与管道的真实形态有较大差异。波束角会严重影响单波束对海底管道的探测能力。通过对测量记录的分析,可对海底管道的位置、埋设深度和是否发生悬空等状况进行判断。

单波束无验潮测深数据滤波方法

水深测量过程中,由于受到仪器不稳定、浅水混响及水中有漂浮物等因素的影响,测深数据中不可避免地存在测量粗差,无法正常反应海底地形情况。本文以RTK无验潮模式下的单波束水深测量为例,简要介绍了该测深技术要点,并针对测深数据中的粗差滤波方法进行研究,重点研究了中值滤波、加权平均法、趋势面滤波和基于M估计的选权迭代四种方法,以青岛琅琊港码头实测水深数据为例进行对比分析。实验结果表明,基于M估计的选权迭代的效果最好,其RMS值最小达0.08m,该方法能够有效削弱粗差的影响,得到更稳定的水深值。

基于单波束测深资料的海底冷泉动力学特征反演方法研究

为了准确理解冷泉水体中甲烷气体的分布规律,综合运用单波束测深数据和冷泉水体流场数据,建立了冷泉气泡上升、溶解速率的定量反演方法,利用现场海试资料对反演方法进行了验证,并对海试区域的冷泉气体溢出、溶解通量以及冷泉水体的甲烷浓度进行了估算。计算结果表明,考察船航向与冷泉水体流向的差异会对声学探测结果产生影响,当航向与流向的夹角大于±60°时,声学成像中冷泉倾角的误差将超过50%。同时,冷泉气泡上升速率的衰减与溢出口水深显著相关,相关系数可达0.9,并且冷泉上升流对上升速率的提升效果明显。水合物稳定带的分布对冷泉气泡的收缩速率影响显著,稳定带内、外收缩速率的差异可达3~4倍。冷泉气体通量的计算结果表明,调查区域内冷泉的溢出强度整体较大,同时溶解通量与水深之间呈现明显的分段效应。根据冷泉气体溶解通量估算的冷泉水体甲烷浓度与色谱分析结果具有较好的一致性。相关研究有助于实现对冷泉水体中甲烷气体分布的定量评估,为潜在海底冷泉区的圈划和海域天然气水合物的调查提供技术支撑。

无人船在水下地形测量应用中的可靠性分析及工艺流程优化

随着科学技术的不断发展,人们对水下地形测量的精度需求越来越高。无人船搭载单波束测深仪通过集成计算机与测量设备实施水下地形测量,已逐渐成为内陆浅水区域水下测量的主要技术手段。本文通过与传统水下测量模式进行对比,分析GPS-RTK在无验潮模式下进行水下测量的原理及优势,并对其可靠性进行了验证,阐述了如何更加有效地将无人船测量技术应用到实际生产当中。

基于同步单波束测深数据的单道地震涌浪静校正方法

涌浪问题在单道地震中普遍存在,它使地震同相轴发生抖动,导致剖面错乱、模糊,从而干扰或误导地质解释。由于现有的涌浪校正方法都有一定的适用条件,该问题仍然没有被解决。本文基于单波束测深数据提出了一种新的涌浪静校正方法,首先阐述了该方法的基本原理和实现步骤,然后通过野外实际资料验证了该方法的有效性并与滤波方法进行了对比和分析,最后讨论了单道地震中另外一种“似涌浪干扰”的海底抖动现象,并展示了新方法在该问题上的应用效果。研究结果表明,本文提出的方法能够有效解决单道地震中涌浪造成的同相轴时移问题,特别对于复杂海底资料中的涌浪干扰处理效果良好。

动力定位系统与单波束测深仪在科考船定点作业中的应用

科考船定点作业时会受到海洋风、涌、浪、流等外界环境因素影响,导致工作效率降低,原位测量精度下降,甚至影响作业安全。动力定位系统(DP)具有自动定位功能,能够抵抗外界环境因素的影响,可实现科考船高精度定点控位。单波束测深仪不仅可以测量水深,也可反映水下设备深度信息,可以起到辅助监控水下设备功能。本文在介绍定点作业施工现状与局限性的基础上,分析DP系统与单波束测深仪工作原理,以“向阳红01”船为载体,在定点作业时开启DP系统与单波束测深仪,发现该方法可以提高科考船定点作业工作效率、原位测量精度并保障作业安全,可为其他科考船定点作业提供参考。

单波束测深仪波束角的仿真分析与设计

针对单波束测深仪波束角的设计影响因素进行了归纳和分析,通过对典型工作频率的测深仪在不同波束角情况下换能器的尺寸、声呐方程、探测分辨率等影响因素进行仿真分析,得出了波束角设计的约束条件以及指导原则,对单波束测深仪的设计具有指导意义。