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深水多波束测深系统现状及展望

海洋科学研究、资源调查与开发、工程建设及军事等活动都需要准确地获取所关注区域内的海底地形地貌信息,并将其作为基础资料与支撑依据。因此,如何去了解海洋地形地貌信息,对海洋地形地貌信息进行有效的测绘,获取海洋地形地貌信息图谱,成了海洋研究中的重要问题。

  • 2022-02-25
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多波束测深系统校正技术在水深地形测量中的应用

多波束测深系统也称为条带式测深系统,是利用声波在水体的传播特性来测量水深的一种声学探测技术。该系统利用安装于测量船底部的声学换能器阵列,按照一定的角度向海底发射超宽声波波束,并接收海底反向散射的回波信号,根据各角度反射声波到达接收换能器的时间和相位,经过信号解算得到多个探测点的水深值,这是一个主动识别和进行异常校正的测深过程,其水深测量值是根据发射声波探测海底的往返时间与声波在海水中的传播速度来确定。

  • 2022-02-25
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海底沙波分类与演化研究进展

陆架海底砂质沉积物在海洋浪、潮、流等水动力作用下,发育了各种起伏的海底地貌,统称底床形态,波脊线垂直于陆架主水流方向的丘状或新月状底床形态称为海底沙波。海底沙波在全球潮流陆架、海岸、海峡、海湾以及有定向流速的陆架海区等地普遍发育,如Hinder Banks北部、白令海、日本海、北海荷兰外岸、地中海沿岸、Long Island Sound东部、韩国西岸Garolim Bay潮滩等海底区域均发育有沙波地貌。中国的沙波则主要分布在渤海东部浅滩、东海中外陆架、扬子浅滩、台湾海峡东山岛岸外、南海北部陆架以及海南东方岸外等海域。

  • 2022-02-25
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全光纤海洋温深剖面连续测量试验研究

海水的温度和深度是海洋最基本的物理参数,通过观测海水温度随深度的变化来获取温深剖面数据是海洋调查研究的重要手段。然而,依靠投弃式剖面仪等传统的测量方法,仅能获取低时空分辨率的海洋动力环境参数,这对开展大洋中尺度涡旋、锋面及内波的研究来说是远远不够的。

  • 2022-02-25
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物理海洋观测研究的进展与挑战

作为海洋科学的基础学科,物理海洋学关注的是海洋中动量、能量与物质输运过程及其变化规律,其基本研究对象是海水的运动。海洋中存在着不同时间和空间尺度的运动(图1),如小尺度的海浪、中尺度的涡旋以及大尺度的海洋环流等,这些对海洋中物质和能量的输送都起着重要作用,并有效地支撑着海洋的生命系统。

  • 2022-02-25
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海洋侧扫声呐探测技术的发展及应用

侧扫声呐利用水底后向散射回波来探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标,是海洋探测的重要工具之一,应用极其广泛。对于海洋水下救捞、海洋地质地貌测量、海洋大陆架专属经济区划分、海洋工程、海洋开发以及港口航道疏浚、河港、大坝维护探查乃至渔业研究等都是非常有效的探测工具。侧扫声呐还可用于探查海底的沉船、水雷、导弹和潜艇活动等,因而更有其重要的军事意义。

  • 2022-02-25
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国外声呐技术研究现状与发展趋势

声呐应水下目标预警探测而生,因目标演变、环境变化和任务多元而不断发展。从潜艇探测到鱼雷、水雷探测,从主动测量到主被动联合探测,从中频到高频和低频,从机械扫描到相控阵,从平面阵到线列阵和共形阵,从常规脉冲到脉冲压缩、单脉冲、合成孔径、逆合成孔径,从舰载到艇载、机载,从单基地到双、多基地,从单独作战到分布式组网,从预警监视到定位识别、跟踪火控、测深规避、通信导航、水声对抗,从声感知到雷达、激光、磁异探测异质联合,从军用到民用,声呐技术装备不断演进。随着美国重返亚太、第三次抵消战略、南海竞争形势的发展和空海一体战水下信息感知的作战需求,声呐技术和装备将持续受到高度关注。同时,在人工智能、信号处理和工艺材料等基础能力的推动和认知、MIMO等新型体系架构方式的牵引下,声呐系统将在功能和性能领域不断拓展。

  • 2022-02-25
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内波对多波束测深影响仿真研究

为了研究内波对多波束测深的影响,本文通过对内波建模,分别对四个区间的声线跟踪情况进行了研究分析。在此基础上,推导了针对曲线型梯度结构的声线跟踪模型,并根据该模型进行了仿真分析。仿真简单模拟了采用常梯度声线跟踪模型对曲线型梯度结构声速剖面进行声速改正的声线跟踪过程。本文采用仿真数据绘制了声线跟踪前后的声线示意图,并对归算前后的波束脚印位置进行了比较分析。仿真结果说明内波会给多波束的边缘波束带来大量尖峰状的浅点,而这些浅点难以用传统的声速改正模型消除。

  • 2022-02-25
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