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水声定位系统的基本原理与现状

进入新世纪以来，随着陆地资源的日益枯竭，世界各国纷纷把目光投向海洋这一蕴藏丰富资源的宝库。近20年来，争夺海洋主权和海底矿产资源的“圈海运动”兴起，促使我国的海洋事业进入一个快速发展阶段，也促使与海洋开发相关的技术和装备进入发展的快车道。声学定位是海洋科学考察、海洋资源勘探、海洋资源开发、深海空间站建设等工程的必备手段，它能够提供海底勘查设备如ROV和AUV等重要的定位、导航和通信支撑。海洋中水下环境复杂恶劣，因此为水下设备进行准确的定位，对于掌握设备工作情况、回收海洋监测数据和设备具有非常重要的意义。通过在水面工作船只、水下移动平台以及作业海区上加装和布放声学定位设备，可实现水面对水下目标位置的实时监控、水面与水下平台的信息交互，如今已经广泛应用于海洋工程的各个方面。

  • 2022-02-11
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矢量水听器及其应用

　水声学作为声学的一个分支，主要研究声波在水下的产生、辐射、传播和接收的理论，用以解决与水下目标探测、识别以及信息传输过程有关的声学问题。在海战中，声纳是海上作战个体（各种舰、艇）的五官，所有的水下战场侦察都要以声纳为媒体，缺之不可。水声换能器作为声纳系统的重要部件之一，是水声学的一个重要研究方向，新型水声换能器的研究是海军声纳技术发展的一个关键内容。水声换能器是水下各种发射、接收测量用传感器的总称，它将水下的声信号转换成电信号（接收换能器），或将电信号转换成水下的声信号 （发射换能器），是声纳的重要组成部分。一部声纳性能的优劣与水声换能器性能的优劣直接相关。在水声工程中，换能器技术处于一个基础性的地位。换能器技术的进步可带动声纳系统技术水平的提高，因此，新型水声换能器的研究工作具有重要意义。

  • 2022-02-11
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声线在大气与海洋中的传播特性

声波是声音的传播形式。声波是一种机械波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20Hz至20000Hz之间。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的一般上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。

  • 2022-02-11
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侧扫声呐系统及其作业应用

侧扫声呐是由Side-Scan Sonar一词意译而来，国内也叫旁扫声呐、旁视声呐。国外从五十年代起开始应用，到七十年代已在海洋开发等方面得到了广泛的使用。侧扫声呐主要用于海底面状况的探测，用于出露于海床面以上的海底目标探测，它具有较高的分辨率，能较准确地判别海底目标特征，探明障碍物的形状、大小、出露高度、大致性质和海底底质类型概况。目前，侧扫声呐技术在航行障碍物探测方面已达到很高的水平。

  • 2022-02-11
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一维小波变换在侧扫声纳图像去噪中的应用

针对侧扫声纳呯信号中的斑点噪声问题，采用一维离散小波变换对信号在各尺度分解，采用非极大值抑制技术平滑信号，并对各层小波系数模极大值进行阈值化处理抑制噪声，讨论了不同阈值对去噪效果的影响。结果表明，尺度因子和阈值的选择对原数据能量保持影响不大，但对噪声抑制效果影响大。文中算例均能较好地保持边缘，边缘保持指数均在0.5 以上。

  • 2022-02-11
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C3D及其与传统侧扫声纳的比较

C3D是Benthos公司近年来推出的基于CAATI技术的一种新型测深侧扫声纳系统。从工作原理、技术参数、数据采集与后处理平台以及实测数据等方面将C3D和传统侧扫声纳进行了对比。对比表明两者的工作原理不同，C3D的采集数据密度更高，对采集和处理软件要求比传统声纳高，最后对两者采集的数据进行了分析。通过对比，为侧扫声纳系统的选用和引进提供了依据。

  • 2022-02-11
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XTF格式的侧扫声纳数据解析

海底地貌测量是海洋环境建设的重要组成部分。侧扫声纳系统经过近60年的发展，已经形成了较为成熟的作业流程。在解释海底地貌、海底目标识别以及海底底质分类等方面发挥着十分重要的作用。 目前侧扫声纳采集软件大多采用侧扫声纳系统生产厂家的配套专用软件，其采集的原始数据格式也是生产厂商根据各自系统特点而制定的，这种现象导致目前侧扫声纳原始数据格式种类繁多，使得对其处理需要借助各种辅助软件，造成了资源浪费以及数据流失。

  • 2022-02-11
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海底浅表层信息声探测技术

海底是水圈、生物圈和岩石圈的重要地质界面，在海底记录了水圈、生物圈和岩石圈相互作用的详细信息：不仅记录了海陆相互作用的过程和海陆变迁的历史，还记录了气候演化旋回和沉积过程，在洋底和边缘海盆地中还记录了板块裂离产生、运动和俯冲消亡的历史，海底为研究古气候学、古环境学、地质学、地貌学和板块构造提供了重要的素材。海底还蕴藏丰富的烃类资源（石油、天然气和天然气水合物等）、热液硫化物、富钴结壳、多金属结核和深海生物基因资源等，近年来世界各国更是掀起调查和研究海底的高潮。

  • 2022-02-11
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