中国海洋大学课件 海底探测技术 第柒章.pptx

1、曹立华,海底探测技术,第一章绪论第二章定位导航技术第三章声波探测的基本原理,第四章 第五章 第六章,声学海底探测设备的组成及分类 单波束测深设备的组成及工作程序 侧扫声呐工作原理及探测资料分析,第七章多波束测深系统的工作原理及数据处理分析 第八章浅地层探测系统的工作原理及资料分析第九章综合探测的实施原则及水下声学定位系统第十章探测实例分析,多波束测深系统定义：,一次声波发射，发射多个波束，可获得垂直航向的水底条带，多个点深 度数据的测深系统。,1探测航向,2,3,垂直航向的 水底条带，多个点深度 数据3,多单波波束束测测深深系仪统,5.7测深5.75.75.6,5.65.35.2 55.1.4

2、效5.65.3 率5.2 55.大1.25.35.2 5.1,4.84.74提.84.7高4.74.6,5.04.95.0 大4.95.04.94.8,多波束测深系统工作原理：,震源,震源与接收系统,压电换能器震源,一次发射在海底形成的波束脚印（波束在海 底覆盖的区域）,脚印宽度角（越小越好）,发射脚印长度角,接收,一次发射在海底形成的波束脚印（波束在海 底覆盖的区域）,接收阵方向,太大了,多波束脚印长度,多波束震源和 接收阵是相互 垂直的,震源阵,接收阵,多波束脚印大小,多波束测 量数据密 度和精度,海底回波如何被识别出来的？,一次发射在海底形成的波束脚印（波束在海 底覆盖的区域）,多波束探

3、头,T,A,r,根据海底回波振幅和波束与垂向夹角探知 海底位置振幅检测,优点：精度高，探头下数据密集，缺点：覆盖宽度小（不大于水深的4倍）,针对较远的波束振幅检测不到的因素，多波束又增加了边缘波束的相 位海底检测法,r,相对于振幅检测，相位检测的 精度要低,单一接收体,根据到达波束回波的相 位差，识别出海底回波,在振幅检测的基础上增加了边 缘波束的相位检测，使多波束 的覆盖宽度一般达到了水深的 7倍，浅水多波束达到水深的12倍。,接收到了波束如何确定计算深度？,HVt,水体声速,水面,HVt,实际探测点,1、水体声速不仅影响水 深计算还影响探测位置 2、水体声速必须是剖面 曲线而非平均声速3、

4、水体声速测量设备：CTD或声速剖面仪。,多波束测深系统如何知道探测点的位置？,GPS给多波束探头定位调查航迹,垂直航迹的数据,？,风和海流,单有GPS不能解 决探测点位置问 题，还需有指明 多波束中轴线方 向的设备电 罗经,多波束测深系统如何知道探测点的准确水深？,海面,海底,海浪,还需要有运动传感器探知实时多波束的姿态,多波束系统的组成,多波束测深是水声技术、计算机技术、导航定位 技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。,声波发射与接 收换能器阵,各种传感器（卫 星定位系统、运 动传感器、电罗 经、声速剖面仪 等）,数据处理单元,多波束主体,多波束外围设备,多波束工作前的校准工作,横摇,

5、纵倾,首偏,另外，数据计算过程需要实践时间延迟,需要测量校准,横摇,横摇校准方法：,1、平坦海区2、相同船速正反两条重合测线,实际海底,时间延迟校准方法：,1、倾斜海区2、分别以慢速和高速重复垂直等深线 的一条测线探测,实际海底,根据慢速和快速船速测得的 海底地形获得系统的时间延 迟,纵倾校准方法：,1、有凸起的海区2、相同船速正反两条重合测线,实际海底,纵倾,首向校准方法：,1、特殊目标物海区2、相同船速目标物两侧正反两条平行测线,实际目 标物首偏,多波束探头吃水校准,横摇,纵倾,时延,校正后,校正前,多波束测深原则及注意事项？,1、多波束测线方向平行水深等值线；2、测线间距必须保证测线间有至少10的重复覆盖3、每天至少一次水体声速校准（并实时监察声速曲线的有效性）4、船舶吃水变化校正；5、做好班报记录及数据备份工作声速过小，声速曲线失 效声速有效的 海底回波声速过大，声速曲线失 效,多波束测深数据处理,多波束测深数据应用,多波束地形成图与声呐图像区别？,谢谢！本章结束请指正！,