2024多波束介绍
Sonic+2024+使用指南-全稿
IP address:10.0.1.102
Subnet mask: 255.0.0.0
图10采集计算机网口设置
注意:为保证通讯，采集计算机上的所有防火墙必须关闭。
3.2 Discover功能。SIM盒和换能器头的IP地址也是固定的。在Sonic Control软件中，必须先分别输入SIM盒和换能器的系列号，才能建立通讯。
GPS口读取ZDA或UTC数据。输入数据串中还可同时包含其他字串，如GGA，VTG等。
对PPS信号，要查阅所用GPS手册，看其进行时间同步时，是用脉冲上升沿还是下降沿。在图12的窗口中要采用同样设置。
在图9中，随着鼠标的移动，解码后的GPS时间信息会显示在主窗口的左下角。如果显示的时间为01/01/1970，则表明GPS时间同步有问题。
注：Sonic2024/2022换能器内注了油，以帮助散热。这些油在-10° C时将变成固体。这个结果会完全损坏换能器。
一、
Sonic 2024/2022换能器部分由接收换能器，发射换能器和连接电缆组成。声呐头安装在随机的安装架上。安装架通过法兰盘与外部安装杆连接。连接电缆穿过法兰盘和安装杆接到声呐接线盒（SIM）。如果装了表面声速头，表面声速头的电缆也以同样方式接到SIM。
Bottom Sampling ---波束分布方式。可选择Equiangular (等角)或Equidistant（等距）。采用等距模式有一定限制，一般在地形较平坦且条带开角在130度以内时，等距模式效果较好。
Mission Mode –测深模式。可选择Bathy Norm（正常测深）或Bathy VFeature（直角地形测深），后者特别适用于包含直角的地形，如码头壁，它可消除声波在直角拐角处的环鸣（多次反射）现象（要与等角模式同用）。
RTK在R2Sonic 2024多波束系统中应用探讨
RTK在R2Sonic 2024多波束系统中应用探讨摘要：本文详细分析了水域测量所用GPS差分改正信号的种类及精度，分解了R2Sonic 2024多波束系统测量过程中定位信号处理过程，探讨了RTK在多波束测量中应用的可行性。
关键词：RTK 多波束系统GPS差分改正1前言目前在水域测量的定位设备中，选择信标较多，选择RTK较少。
信标一般可选择Beacon、SBAS、StarFire等系统的GPS差分定位信号，测量过程中一般需要验潮。
在近海或者内陆的水域测量中，单波束已经实现了无验潮模式的RTK测量，测量精度和效率大幅提高。
在多波束系统中，GPS差分信号一般选择Beacon或SBAS，较少选择有偿使用的StarFire。
本文以R2Sonic 2024多波束系统为例，分解多波束测量过程中差分信号处理过程，探讨了常规RTK应用于多波束的可行性。
2水域测量三种典型GPS差分信号分析Beacon海岸信标站台网,在我国是由交通部设立在我国沿海的20个站台组成。
信标站台以约300kHz的频率播发RTCM格式的GPS 差分信号，信号覆盖海岸线约100km，沿海用户可根据该信号计算位置坐标。
由于信标站台自身差分改正信号精度有限，台站间距离从几十公里至几百公里不等，故用户所能得到的平面定位精度非常有限，从1m～5m不等，观测过程中需验潮。
Beacon海岸信标站台网播发的广域差分定位信号免费，目前国内95%海洋测量用户使用该信号。
SBAS即Satellite Based Augmentation Systems，是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。
目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，覆盖欧洲大陆；美国的DGPS(Differential GPS)，美国雷声公司的广域增强系统(W AAS)，覆盖美洲大陆；日本的多功能卫星增强系统（MSAS），覆盖亚洲大陆；等等。
SBAS通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息，通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据，通过GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。
多波束原理
多波束原理多波束原理是一种用于雷达系统的技术，它可以提高雷达系统的性能和效率。
多波束雷达是一种能够同时发送和接收多个波束的雷达系统，通过这种方式可以实现更广泛的目标覆盖和更高的分辨率。
在本文中，我们将介绍多波束原理的基本概念、工作原理和应用。
多波束雷达系统利用阵列天线来实现多波束发射和接收。
阵列天线由许多天线单元组成，它们可以独立地控制发射和接收的方向。
通过合理地控制这些天线单元的相位和幅度，可以形成多个波束，每个波束可以独立地指向不同的方向。
这样一来，多波束雷达系统就可以同时监测多个目标，或者对同一个目标进行多方位的观测，从而提高了雷达系统的灵敏度和分辨率。
多波束原理的工作原理可以简单地描述为，首先，雷达系统通过控制阵列天线的相位和幅度来形成多个波束；然后，这些波束分别发射或接收雷达信号；最后，通过对这些波束的信号进行合成和处理，就可以得到多个方向上的目标信息。
这样一来，多波束雷达系统就可以实现对多个目标的同时监测和跟踪，或者对单个目标进行多方位的高分辨率观测。
多波束原理在雷达系统中有着广泛的应用。
首先，它可以大幅提高雷达系统的搜索和跟踪性能，特别是在复杂环境下，比如高杂波、多目标和干扰环境下。
其次，多波束雷达系统可以实现对大范围空域的全方位监测，这对于军事和民用领域都具有重要意义。
此外，多波束原理还可以用于雷达成像和目标识别，通过对目标的多方位观测可以得到更加精确的目标特征和运动信息。
总的来说，多波束原理是一种能够显著提高雷达系统性能和效率的技术。
通过合理地控制阵列天线的相位和幅度，多波束雷达系统可以实现对多个目标的同时监测和跟踪，或者对单个目标进行多方位的高分辨率观测。
这使得多波束雷达系统在军事和民用领域都有着广泛的应用前景。
希望本文对多波束原理有所帮助，谢谢阅读。
R2SONIC 2024 第五代浅水多波束产品说明书
第一套宽带高分辨率浅水多波束
实 测 结 果！
技术参数
工作频率
带宽 波束大小
覆盖宽度 最大量程 最大发射率 量程分辨率 脉冲宽度 波束数目 （每个“ping”）
近场聚焦 波束等角/等距 分布 横摇补偿 纵摇补偿 多PING
耐压深度 工作温度 存储温度 电源 功耗 数据传输 电缆长度 接收阵尺寸 接收阵重量 发射阵尺寸 发射阵重量 接口盒尺寸 接口盒重量
操作
SONIC2024系统采用基于PC机或者便携计算机的图形用户界面（GUI）操作。
计算机通常装有导航、数据采集和存储应用软件。操作员在声呐控制窗口设置 声呐参数，通过应用软件采集显示深度、图像和其他传感器的数据。命令信息 通过以太网传输到声呐接口模块。声呐接口模块具有给声呐头供电、实现同步、 传感器数据时间打标、以及数据和命令中继的功能。接收换能器头解码声呐命 令，触发发射脉冲，接收、放大、波束形成、底检测、打包、以以太网方式通 过声呐接口模块传输数据到控制计算机。
能器
概述
SONIC系列宽带多波束测深仪代表了当前世界最先进的水下声学技术。 SONIC2024是世界上第一台真正的宽带高分辨率浅水多波束测深仪。已经充分证实， SONIC 2024系统在500m全量程范围内性能稳定、数据质量高、用户使用灵活方便。
用户可以再200~400kHz范围内实时在线选择20多个工作频率，而不是被限定在2到3个 工作频率。因此，SONIC2024为用户提供了在分辨率、量程和抗声学设备互扰方面最 佳的解决方案。
组成：
SONIC系列产品代表了现代最新的多波束设备结构和设计。声呐处理器/控制 器嵌入到声呐头中。前几代多波束测深仪中标志性的庞大的声呐处理器和接口 单元不复存在。系统主要包括三个主要部分：一个紧凑轻便的发射阵、一个接 收阵和一个小巧的干端声呐接口模块（SIM）。小于50W的极低功耗使得它可以 仅仅使用船上的电池即可作业。（提供直流交流适配器。） 第三方的辅助传感器数据接入到声呐接口模块中。声呐数据通过GPS时间打标。 体积小、重量轻、功耗低和无单独的甲板主机的特点使得SONIC2024极其适合 用小船或者ROV/AUV作业调查。对于AUV集成，除了发射和接受换能器外，唯 一需要装入AUV壳体内的硬件是一块PC/104尺寸大小的接口板，以太网口和提 供48V直流电源。
多波束形成方法及其实现
多波束形成方法及其实现多波束形成（Multi-beamforming）是一种通过使用多个天线元素来形成多个波束（beam）的技术，以增强无线通信系统的信号质量和容量。
多波束形成可应用于各种无线通信系统，包括无线局域网（WLAN）、移动通信系统（如LTE和5G）以及卫星通信系统等。
本文将介绍多波束形成的基本原理、方法及其实现。
多波束形成的基本原理是通过利用多个天线元素的互相合作来形成多个波束，以提高系统的整体性能。
传统的单波束系统只能向特定方向发送和接收信号，而多波束形成系统可以同时向多个方向发送和接收信号，从而实现更高的信号覆盖范围和通信容量。
1.天线阵列设计：多波束形成需要使用多个天线元素来形成多个波束。
因此，首先需要设计一个合适的天线阵列结构，以满足系统对多个波束的要求。
常见的天线阵列结构有线阵、面阵和体阵等，可以根据具体的应用场景选择合适的结构。
2.信号采集：多波束形成需要对接收到的信号进行采集和处理。
首先，系统需要对每个天线元素接收到的信号进行采集，并将其转换成数字信号。
随后，通过使用AD转换器将模拟信号转换成数字信号，并进行滤波等前处理操作。
4.数据处理：多波束形成系统需要对合成的波束进行数据处理。
首先，系统需要对接收到的信号进行解调和解码，提取出有效的数据信息。
随后，可以对提取出的数据进行误码纠正和信号增强等处理操作，以提高系统的性能。
5. 多用户接入：多波束形成系统通常需要同时支持多个用户的接入。
为了实现多用户接入，系统需要采用多用户的接入技术，如时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）或正交分频多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA）等。
通过使用这些技术，系统可以在同一时间和频率资源上同时支持多个用户的通信。
需要注意的是，多波束形成系统的实现需要考虑到系统复杂性和成本等因素。
Sonic 2024多波束水下地形扫测应用实例
Sonic 2024多波束水下地形扫测应用实例作者：李玉海陈兰伟韩明钦来源：《科技创新与应用》2015年第14期摘要：文章主要介绍了多波束系统的仪器性能指标、多波束系统的安装与校准和后处理的流程，并通过实例叙述了Sonic 2024多波束系统在水下地形扫测中的应用，有效地说明了多波束测量在水下地形测量中的优势。
关键词：Sonic 2024；多波束；水下地形扫测1 概述多波束测深系统将传统的测深技术从原来的点、线扩展到面，能够对所测水域进行全覆盖、高精度测量[1，2，3]。
Sonic 2024多波束测深系统是目前市场上主流的测深设备，较其他类型多波束优势在于超高分辨率和准确度，且波束具有导向性[5]。
文章结合实际工作中航道扫测的项目，详述了多波束系统中各传感器的性能指标、多波束系统的安装与校准以及多波束数据后处理的基本流程，最后通过CARIS HIPS生成水下地形的三维图像。
2 主要仪器性能指标2.1 多波束测深仪Sonic 2024是美国R2Sonic公司生产的基于第五代声呐结构的高精度多波束测深仪。
工作频率为200-400kHz（可调），波束宽度为1°×0.5°@400kHz，波束数目为256个，扇形条带开角为10°-160°，测深最大量程为500m，脉冲宽度为17μS-500μS，功率为191-2211dB，测深分辨率为1.25cm。
2.2 光纤罗经及姿态传感器设备法国iXSEA公司生产的OCTANS光纤罗经和运动传感器是世界上唯一经IMO认证的测量级罗经。
它内置有自适应升沉预测滤波器，在任何情况下，均能实时提供精确可靠的运动姿态数据。
OCTANS航向稳定时间小于5min，航向精度为0.1°×Secant纬度，Roll/Pitch动态精度为0.01°，Heave精度为5cm或5%。
2.3 定位设备Trimble SPS361型信标机是世界GPS知名公司Trimble的高精度的定位设备，支持接收MSK信标差分信号，可提供亚米级定位精度，广泛应用于海洋测量、港口工程等各个领域，水平定位精度优于1米。
多波束天线介绍
一、多波束、劈裂天线3.1.应用场景3.1.1.密集城区场景密集城区优化问题一直是网络优化难点之一，密集城区建站难，深度覆盖不足，个人用户私装放大器，导致网络上行底噪不断抬升，通话质量不断下降。
密集城区场景主要存在以下特点：➢高话务压力：密集城区存在大量移动用户，话务量高，导致基站配置不断增加，网络干扰剧增➢深度覆盖不足：密集城区楼房建设密集，对无线信号的传播影响很大➢基站建设困难成本高：密集城区居民对移动基站比较敏感，建站选址困难。
密集城区楼房建设密集，信号传播损耗大，依靠宏站和分布系统覆盖成本高➢干扰严重：载频多，无线环境复杂，内部干扰严重，而且容易对周边基站造成影响➢针对不同场景问题应用多波束天线可以有效解决以上问题，以下将结合实际案例介绍多波束天线的应用。
通过多波束天线优秀的覆盖特性。
在覆盖上做到精细控制，减少过覆盖、多重信号重叠造成的各种优化困难。
在容量上，以需求为导向，提升网络容量，解决接入困难的问题。
从而提高GSM1800信号在城中村深度覆盖能力，从而实现双频网话务均衡的目标，降低城中村私装直放站对GSM900网络造成的影响，提升用户感知。
3.1.2.高话务场景高话务场景是指在某个网络中，用户比较集中、话务水平高于其他区域的场景，例如校园、车站、机场、广场等。
在这些场景中，由于用户数量庞大，周围的基站建设也比较集中。
无线网络呈现强信号、强干扰、高负荷、高需求的特点。
因为用户多而且相对集中，在很小的范围内需要较多的基站覆盖以保证容量，而过多的基站信号重叠会带来了干扰、频繁切换等问题，同时，控制覆盖的困难导致难以投入更多的载波资源，从而限制了网络容量，造成拥塞、接通问题。
高话务场景的优化一直是大中城市网络优化的难点，处于场景中的客户多数是网络敏感客户，对网络的轻微变化感知明显，容易造成网络投诉，这就要求高话务场景的优化要十分谨慎。
另外，对高话务场景的优化要考虑到频率、小区容量、基站选址等问题，实施扩容看似简单的手段，在这种场景下受到种种限制而难以实施，或实施后产生很大的负作用。
R2SONIC 2024 第五代浅水多波束产品说明书
SONIC 2024的性能是由其较低的内部噪声、高信号动态范围和真正的宽带信号处理技 术决定的。其优越的性能包括等距波束分布、纵横摇补偿和量程自动检测能力等均会在 支持这些特性的扩展的数据格式执行时表现出来。新的增强固件特性也易于在作业现场 下载获取。除此之外，具有“steerable”功能的发射换能器升级也在研发过程中。通过 这个升级，用户可以选择真正的4波束同时发射的多PING作业，从而实现高船速作业时 全量程范围内的100%水底全覆盖。
能器
概述
SONIC系列宽带多波束测深仪代表了当前世界最先进的水下声学技术。 SONIC2024是世界上第一台真正的宽带高分辨率浅水多波束测深仪。已经充分证实， SONIC 2024系统在500m全量程范围内性能稳定、数据质量高、用户使用灵活方便。
用户可以再200~400kHz范围内实时在线选择20多个工作频率，而不是被限定在2到3个 工作频率。因此，SONIC2024为用户提供了在分辨率、量程和抗声学设备互扰方面最 佳的解决方案。
操作
SONIC2024系统采用基于PC机或者便携计算机的图形用户界面（GUI）操作。
计算机通常装有导航、数据采集和存储应用软件。操作员在声呐控制窗口设置 声呐参数，通过应用软件采集显示深度、图像和其他传感器的数据。命令信息 通过以太网传输到声呐接口模块。声呐接口模块具有给声呐头供电、实现同步、 传感器数据时间打标、以及数据和命令中继的功能。接收换能器头解码声呐命 令，触发发射脉冲，接收、放大、波束形成、底检测、打包、以以太网方式通 过声呐接口模块传输数据到控制计算机。
多波束系统操作流程
R2Sonic 20XX 多波束操作流程一、参照如下配置清单：1多波束水下地形测量系统SONIC 2024，包括收/发射换能器、15米数据电缆、声呐接口单元（SIM ）2 Octans-IV 光纤罗经和姿态传感器3 AML Minos X 声速剖面仪4 Micro 表面声速探头，包括15米数据电缆5 GPS 信标接收机 Hemisphere R330 6QINSy 实时数据采集处理和显示软件 7Caris Hips & Sips 数据后处理软件二、连接示意图如下：1OCTANS 罗经和运动传感器接线盒网线GGA声速剖面仪GPSQinsy1PPS+ ZDA数据采集计算机表面声速探头2024 换能器三、操作流程1．前期准备了解测区概况，包括测区的水文、潮汐和地质情况，测区中央子午线、投影及坐标转换参数等内容。
2. 设备安装如上图所示，将多波束和表面声速探头安装到导流罩上，并通过安装杆固定到船上，要保证船在航行的过程中，多波束安装杆不能抖动，否则无法保证数据的准确性。
3. 系统接线安装GPS及光纤罗经Octans，按照连接示意图，完成多波束及辅助设备的连接。
4. 系统供电PC开机，GPS、Octans和SIM(多波束声纳接口单元)通电。
5. 声速剖面测量测量船开到测区，停船。
参照说明书《MinosX用户使用手册》，测量声速剖面。
6. 运行R2Sonic.exe多波束控制软件，参照说明书《Sonic 2024 使用指南》。
如果SIM盒上没有外接表面声速探头，则在Settings->Ocean settings…，勾选Sound velocity，输入探头所在深度的声速值，SVP的指示灯显示为黄色。
如果SIM盒上没有外接姿态数据（TSS1格式，100hz），且Settings->Sensor settings…，Motion的Interface选择Off，那么，MRU显示为灰色。
一定要保证GPS、PPS的指示灯为绿色，时间显示为格林威治时间，否则，表明时间没有同步，不能进行下一步操作。
三个主流多波束主要优势性能比较表
RESON A/S 公司的 7125SV2 双频便携式多波束的优势
1） 2） 3） 4） 5） 6） 等角பைடு நூலகம்距均有 512 个波束，分辨率 6 毫米，性能最高。 换能器尺寸比其它两个品牌都要小，安装更方便。 主机处理器多接口多 USB 口连接外设更方便。 增加 FP3 功能，采用调频技术，功率更大，测深性能更好。 主机处理器内置 PDS2000 并集成各外设于一体减小系统误差和延迟。 可以连接双头换能器，有效测幅达到水深的 10 倍！
Reson7125SV2、R2SOINC2024 和 KM EM2040 三个多波束的关键参数比较
Key Features Standard EA/ED 256 Beams 具有标准的 256 个物理波束 High Density beams EA/ED 512 高密度等角和等距的 512 个波束 Wide Swath (>160 degree) 大于 160 度的宽扫幅 Autopilot 自动导航功能 True Roll stabilization (steering all beams) 真实横摇稳定功能 Channel normalization 通道正常化功能（保证具有地质分级功能） Variable swath width 可变的扫幅宽度 Quality & Adaptive filter 具有选择性过滤功能 Uncertainty output 不确定数据统计输出功能 Head tilt 换能器波束转向功能 Integrated Data Acquisition 集成的数据采集功能 SeaBat 7125-SV2 R2Sonic 2024 KM EM2040
利用Sonic2024多波束数据计算疏浚土方量
利用Sonic2024多波束数据计算疏浚土方量摘要：本文主要介绍了常用的土方量计算方法、多波束数据处理，并通过同一区域不同时间测量的多波束数据计算疏浚的土方量，说明利用离散的水深数据和Cass软件可以有效统计疏浚的土方量。
关键词：Sonic 2024；多波束；疏浚土方量1、引言近些年，随着国家对海洋开发的重视和相应海洋政策的出台，沿海地区加强了对港口的开发进度，对海底地形数据的需求日益增长。
多波束测深系统具有全覆盖、高精度和高效率的特点，越来越多地应用于泊位以及港口维护疏浚工程中，尤其在疏浚工程水下土方量的计算方面, 通过水深测量获得的数据是疏浚土方量计算最最基本的原始数据。
本文结合航道疏浚的实际工作，详述了常用的土方量计算方法、多波束水深数据的处理，并结合航道疏浚前后的水深数据利用CASS软件中的数字地面模型（DTM）法计算疏浚的方量，最后通过CARIS HIPS生成疏浚前后水下地形的三维图像，直观地了解了疏浚前后的情况，验证了利用离散的水深数据和CASS软件计算疏浚方量的可行性。
2、土方量计算方法疏浚土方量计算是航道疏浚工程的一个重要组成部分，是工程预算和工期的重要参考因素，直接关系到工程造价，建设方和设计单位一般都会将疏浚土方量的计算作为衡量工程进度和工程效益的重要指标因素，因此，作为疏浚土方量计算最原始数据的水深测量数据，在水下疏浚土方量计算方面显得极其重要。
由于航道疏浚后的不可复原性和疏浚土方量的统计存在误差，容易在甲方和疏浚方之间产生经济纠纷，因此选用合理的疏浚土方量计算方法将疏浚土方量的计算误差降到最低，是工程技术人员需要认真研究探讨的问题[5]。
疏浚土方量的计算是个复杂的问题，会受到水下地形坡度、水下地形的复杂性、海底底质条件、水深数据误差和计算方法等因素的影响。
目前疏浚土方量计算的基本方法有方格网法、断面法、等深线法以及数字地面模型(DTM)法。
方格网法是疏浚土方量计算最基本的方法之一。
多波束测深系统在长江河段应用初探与精度分析
多波束测深系统在长江河段应用初探与精度分析
黄修文;王通
【期刊名称】《中国水运》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】目前采用单波束按照断面法进行水道地形测时,由于测线间没有数据,故在成图时主要通过网格化内插方法实现地形图的连续性,从而导致地形受到歪曲、夸大或抑制。
而多波束测深系统属于面状测量系统,为验证多波束的技术特点,技术人员对单位引进的多波束系统进行了对比试验及分析。
试验选取了平面区域和护岸斜坡区域,通过高、低水时期,利用多波束、单波束以及传统RTK等测量模式,进行对比试验研究,研究结果可为多波束测深系统推广应用提供科学参考。
【总页数】3页(P94-96)
【作者】黄修文;王通
【作者单位】长江宜昌航道局
【正文语种】中文
【中图分类】U612
【相关文献】
1.多波束测深系统在荆江河段应用初探与精度分析
2.深水多波束测深系统测深精度评估
3.多波束测深系统与单波束测深仪在长江河道测量应用中的比较与分析
4.多波束测深系统助力三峡后续工作长江中游重点河段原型观测工作圆满完成
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Sonic 2024多波束水下地形扫测应用实例
Sonic 2024多波束水下地形扫测应用实例文章主要介绍了多波束系统的仪器性能指标、多波束系统的安装与校准和后处理的流程，并通过实例叙述了Sonic 2024多波束系统在水下地形扫测中的应用，有效地说明了多波束测量在水下地形测量中的优势。
标签：Sonic 2024；多波束；水下地形扫测1 概述多波束测深系统将传统的测深技术从原来的点、线扩展到面，能够对所测水域进行全覆盖、高精度测量[1，2，3]。
Sonic 2024多波束测深系统是目前市场上主流的测深设备，较其他类型多波束优势在于超高分辨率和准确度，且波束具有导向性[5]。
文章结合实际工作中航道扫测的项目，详述了多波束系统中各传感器的性能指标、多波束系统的安装与校准以及多波束数据后处理的基本流程，最后通过CARIS HIPS生成水下地形的三维图像。
2 主要仪器性能指标2.1 多波束测深仪Sonic 2024是美国R2Sonic公司生产的基于第五代声呐结构的高精度多波束测深仪。
工作频率为200-400kHz（可调），波束宽度为1°×0.5°@400kHz，波束数目为256个，扇形条带开角为10°-160°，测深最大量程为500m，脉冲宽度为17μS-500μS，功率为191-2211dB，测深分辨率为1.25cm。
2.2 光纤罗经及姿态传感器设备法国iXSEA公司生产的OCTANS光纤罗经和运动传感器是世界上唯一经IMO认证的测量级罗经。
它内置有自适应升沉预测滤波器，在任何情况下，均能实时提供精确可靠的运动姿态数据。
OCTANS航向稳定时间小于5min，航向精度为0.1°×Secant纬度，Roll/Pitch动态精度为0.01°，Heave精度为5cm或5%。
2.3 定位设备Trimble SPS361型信标机是世界GPS知名公司Trimble的高精度的定位设备，支持接收MSK信标差分信号，可提供亚米级定位精度，广泛应用于海洋测量、港口工程等各个领域，水平定位精度优于1米。
2024年雷达市场发展现状
2024年雷达市场发展现状简介雷达技术是一种利用电磁波进行目标探测与跟踪的重要手段，具有广泛的应用领域。
本文将对雷达市场的发展现状进行分析和讨论。
市场规模与增长趋势根据市场调研数据，全球雷达市场规模逐年扩大，并呈现良好的增长态势。
预计在未来几年内，雷达市场规模将继续增长。
目前，军事领域是雷达市场的主要推动因素之一。
各国在军事装备升级和现代化方面的需求，驱动了雷达市场的增长。
此外，民用领域中的雷达应用也呈现出快速增长的趋势。
例如，在气象、航空、交通等领域，雷达被广泛应用于目标探测和监测。
技术创新与应用拓展随着科技的发展和创新，雷达技术也在不断演进，为市场提供了更多的机会和可能性。
以下是一些技术创新和应用拓展的趋势：1. 目标识别与分类传统雷达系统主要用于目标探测和跟踪，但目标的识别和分类一直是一个挑战。
近年来，通过引入深度学习和人工智能等技术，雷达系统能够实现目标的自动识别和分类，提高了系统的智能化水平。
2. 多波束雷达传统雷达系统一次只能发送和接收一个波束，限制了其目标探测和跟踪的能力。
而多波束雷达能够同时发送和接收多个波束，有效提高了系统的探测能力和数据处理速度。
3. 雷达与其他传感技术的融合雷达技术与其他传感技术的融合应用也是一个发展趋势。
例如，将雷达与光学传感、红外传感等技术相结合，可以提高目标探测的精度和可靠性。
市场竞争和前景展望目前，雷达市场竞争激烈，全球市场上有许多知名厂商竞争。
这些厂商不仅在技术创新方面有所突破，还注重提供全方位的解决方案和客户服务。
未来，雷达市场的前景仍然广阔。
随着新兴领域的需求增加，如自动驾驶、智能交通等，雷达将有更广泛的应用空间。
同时，随着技术的不断革新和成本的降低，雷达系统的性能和价格比将不断提升，进一步推动市场的发展。
总结雷达市场正在快速发展，军事领域和民用领域的需求是其主要推动力。
技术创新和应用拓展带来了新的机遇和挑战。
在激烈的市场竞争中，厂商们正在通过创新和服务提升自身竞争力。
浅水多波束系统SONIC2024在码头测深中的应用_郭军
图 １ 多 波 束 测 线 布 设 图
２ 野 外 测 量
此次测量的区 域 位 于 码 头 附 近，主 要 是 获 取 码 头水深及码头壁桩 的 位 置 信 息，为 后 续 的 码 头 清 淤 和码头壁桩的检测维修提供可靠的数据。 ２．１ 测 线 布 设
图１为本次码 头 多 波 束 作 业 的 测 线 布 设 图，其 中 虚 线 表 示 码 头 ，长 度 约 ４００ ｍ，实 线 表 示 多 波 束 测 线，共９条 测 线，测 线 基 本 沿 与 码 头 平 行 的 方 向 布 设。整个 测 区 覆 盖 面 积 约 １．２×１０５ ｍ２，水 深 约 １～ ９ ｍ。 ２．２ 设 备 安 装
设备的安装主要包括 ＳＯＮＩＣ２０２４，姿 态 传 感 器 Ｏｃｔａｎｓ及 ＧＰＳ的安装，另外还有验潮仪的安装。
ＳＯＮＩＣ２０２４安装位置位于左 舷，将探 头 杆 与 水 面的交点设置测量水深的参考点。测量时的船体 坐标系以参考 点 为 原 点，船 头 朝 向 为 Ｙ 轴，垂 直 船 头朝向为 Ｘ 轴，原点向上为 Ｚ 轴［４－５］。ＳＯＮＩＣ２０２４、 Ｏｃｔａｎｓ、ＧＰＳ 的 具 体 安 装 位 置 如 图 ２ 所 示 。
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测 绘 工 程 第２５卷
３ 测 深 数 据 处 理
《2024年多波束成像声呐仿真及成像分析研究》范文
《多波束成像声呐仿真及成像分析研究》篇一一、引言多波束成像声呐（Multi-beam Imaging Sonar）是一种高分辨率、高精度的水下探测设备，广泛应用于海洋科学研究、水下考古、海洋资源勘探等领域。
随着计算机技术的不断发展，声呐仿真技术已成为多波束成像声呐研究和设计的重要手段。
本文将就多波束成像声呐的仿真技术及成像分析进行详细的研究，为实际工程应用提供理论依据和参考。
二、多波束成像声呐原理多波束成像声呐通过发射多个声波束，对水下目标进行扫描和探测。
其基本原理包括声波发射、信号传播、回波接收和信号处理等过程。
在声波发射阶段，声呐系统通过阵列换能器发射多个指向性声波束，并在水体中传播。
当这些声波遇到水下目标时，会产生回波信号。
这些回波信号被声呐系统接收后，经过信号处理和成像算法的处理，最终形成水下目标的图像。
三、多波束成像声呐仿真技术多波束成像声呐仿真技术是利用计算机技术模拟声呐系统的实际工作过程，包括声波传播、回波接收、信号处理和成像等环节。
仿真过程中需要考虑声波的传播速度、传播路径、介质属性、环境噪声等因素。
此外，还需要根据具体的阵列换能器设计、发射波形等因素建立相应的仿真模型。
仿真过程大致分为以下几个步骤：1. 建立仿真模型：根据实际声呐系统的结构和参数，建立相应的仿真模型。
2. 设定仿真参数：包括声速、介质属性、环境噪声等参数的设置。
3. 模拟声波传播：通过数值计算方法模拟声波在水中的传播过程。
4. 回波信号接收：模拟水下目标对声波的反射和散射，以及回波信号的接收过程。
5. 信号处理和成像：对接收到的回波信号进行滤波、放大、采样等处理，并利用成像算法形成水下目标的图像。
四、多波束成像声呐成像分析多波束成像声呐的成像质量受到多种因素的影响，包括声波传播特性、阵列换能器设计、发射波形等。
为了对多波束成像声呐的成像性能进行准确评估，需要进行详细的成像分析。
首先，要分析不同环境因素对成像质量的影响。
多波束声呐参数
多波束声呐参数1. 多波束声呐是一种先进的水声探测技术，通过同时发射和接收多个声波束，可以实现对水下目标的高分辨率成像和定位。
本文将对多波束声呐的参数进行详细介绍和分析。
2. 多波束声呐的参数包括发射参数和接收参数两部分。
发射参数主要包括发射频率、脉冲宽度、脉冲重复频率等；接收参数主要包括接收灵敏度、带宽、动态范围等。
3. 发射频率是多波束声呐最重要的参数之一。
不同频率的声波在水中传播时会受到不同程度的散射和吸收，因此选择合适的发射频率可以提高成像分辨率和探测距离。
4. 脉冲宽度是指每个脉冲信号持续时间，通常以微秒为单位。
较短的脉冲宽度可以提高距离分辨率，但同时会降低信噪比；较长的脉冲宽度则可以提高信噪比，但距离分辨率会降低。
5. 脉冲重复频率是指每秒钟发射的脉冲数量。
较高的脉冲重复频率可以提高声呐的更新速度和探测效率，但同时也会增加系统复杂度和功耗。
6. 接收灵敏度是指声呐接收系统对接收到的声波信号的敏感程度。
较高的灵敏度可以提高信号检测能力，但也会增加背景噪声的干扰。
7. 带宽是指接收系统能够处理的频率范围。
较宽的带宽可以提高频谱分辨率和信号检测能力，但也会增加系统复杂度和功耗。
8. 动态范围是指接收系统能够处理的信号幅度范围。
较大的动态范围可以提高对不同强度目标信号的探测能力，但同时也会增加系统复杂度和功耗。
9. 多波束声呐还有一些特殊参数，如波束形成算法、阵元数目、阵元间距等。
这些参数对于多波束声呐成像效果和定位精度都有重要影响。
10. 在实际应用中，多波束声呐参数需要根据具体任务需求进行优化调整。
不同的水下环境和目标特性都会对参数选择产生影响，因此需要综合考虑多个因素来确定最佳参数配置。
11. 总之，多波束声呐的参数选择对于水声探测的性能和效果具有重要影响。
合理选择和优化参数可以提高声呐的成像分辨率、探测距离和定位精度，为水下勘探、海洋科学研究等领域提供有力支持。
R2Sonic2024多波束测深系统应用探讨
R2Sonic2024多波束测深系统应用探讨
丁德荣
【期刊名称】《机电技术》
【年(卷),期】2011(034)004
【摘要】与传统的单波束回声测深仪相比，多波束测深系统具有水深全覆盖无遗漏扫测，测量范围大、速度快，测深精度和分辨率高等优点。
文章介绍了
R2Sonic2024多波束测深系统的技术性能，分析了R2Sonic2024在高桩码头及疏浚施工测量中的应用价值，指出了存在问题及其对策。
【总页数】3页(P130-132)
【作者】丁德荣
【作者单位】福建省港航管理局勘测中心,福建福州350009
【正文语种】中文
【中图分类】P715
【相关文献】
1.R2Sonic2024多波束系统在河道地形测量中的应用 [J], 马文喜;任宝学;张羽
2.橡皮冲锋舟搭载多波束测深系统的设计与应用 [J], 张智敏;梅同单;袁野;甘坤
3.NORBIT iWBMS多波束测深系统在宁波市三江河道监测中的应用 [J], 曹公平;周小峰;凌佳;徐浩
4.多波束测深系统在长江河道监测中的应用 [J], 李钦荣
5.R2Sonic2024多波束系统在长江近岸水下地形监测中的应用 [J], 卞英春;赵亮;宋贤良
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Sonic 2024 使用指南
R2Sonic, LLC
Part No.
96000002
2011.4
THE NEXT GENERATION, LITERALLY
本使用指南可帮助用户快速掌握怎样使用 Sonic 2024/2022 多波束系统。Sonic 2024 与 2022 除了在波束脚印上前者为 0.5 x 1 度，后者为 1 x 1 度且后者接收换能器宽度为前者 的一半外，其余功能、性能和操作皆相同。因此本使用指 南所有内容皆同时适用于 2024 和 2022。
2
目
录
前言………………………………………………………. 4 一. 安装 Sonic 2024/2022 .......................................... 6 二. 安装 SIM 盒 .......................................................... 9 三. 操作 Sonic Control 控制软件 .............................. 11 四. Sonic 2024/2022 的声学中心 ............................. 18
图 16 Sonic 2024 的声学中心
法兰盘中心到声学中心的 Y 轴偏移值 = 181.6mm 。
注： Sonic2024/2022 换能器内注了油，以帮助散热。这些油在 -10° C 时将变成固体。这个结果会完全损坏换能器。
20
5
一、 安装 Sonic 2024/2022
Sonic 2024/2022 换能器部分由接收换能器，发射换能器和连接电缆 组成。声呐头安装在随机的安装架上。安装架通过法兰盘与外部安装杆 连接。 连接电缆穿过法兰盘和安装杆接到声呐接线盒（SIM）。如果装 了表面声速头，表面声速头的电缆也以同样方式接到 SIM。 1.1 接收换能器由如图 1 所示的四根 M8 长螺杆支撑安装。四根长 螺杆一般不要卸下来。如需要更换或重装时，要按图 1 所示， 先在螺杆上缠几圈生胶带（保护螺纹），再拧到接收换能器金 属底板上。 M8
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多波束声纳
单波束测深仪的局限性-分辨率
波束立体角的大小 决定了单波束测深 仪的分辨率
小深度 小照射面积
固定的波束 立体角
面积= 立体角x 深度2
大深度 大照射面积
为什么要用多波束系统
单波束 多波束
好的单波束测深仪波束角为 8度
好的多波束测深仪波束角为 0.5 度
为什么要用多波束系统
200 kHz 单波束
波束宽度λ/ D源自边长为L的方形平面阵长度为L的连续线阵
0.89 λ/ L
0.89 λ/ L
间距为 l ≤ λ/2 的
n元线列阵
0.89 λ/ n l
波束导向
相控阵
对声源阵中不同基元接收到的信号进行适当的相位或时间延迟可实现波束 导向
波束形成器原理
基元 1
基元 2
基元 3
基元 4
...... ...... ......
OCTANS 集罗经、运动传感器于一体，可以提供载 体真方位角、纵横摇角度、升沉量等有关信息，是当 今世界上唯一采用光纤陀螺技术、能同时提供真北方 位和运动姿态的固态罗经运动传感器
4、直读式声速剖面仪
AML SVPlus
声速剖面及声速改正
θ1 C1 α11
C2
α21 θ2
声波在声速变化界面发 生折射 C1 C2 Cos(α1) Cos(α2)
200kHz 多波束
多波束测深系统组成
多波束仪主设备
1.换能器
2.声呐接口盒
3.数据采集计算机
4. 实时数据采集处理可视化软件
多波束系统辅助设备
1.罗经运动传感器
2.声速剖面仪
3.表面声速探头
4.GPS
5.验潮仪
6.后处理计算机
7.数据处理软件
Sonic 2024/2022系统组成
GPS EIVA/Qinsy /PDS2000 GGA
多波束测深仪是如何工作的？
• 多波束测深仪发射换能器发出一个
声脉冲，在水中传播并被海底或行 进中遇到的其他物体所反射。
• 反射信号同时被探头内数百个独立
的声学基元接收。
多波束测深仪
波束脚印
多波束发射波束
多波束接收波束
波束形成 - Mills 交叉原理
发射波束 1.0° to 3.0° 形成的接收波束 0.5° to 3.0°
数据采集 计算机
1PPS+ ZDA
网线
接线盒
表面声速探头 2024 换能器
OCTANS 罗经和运动传 感器
声速剖面 仪
2016/8/12
8
1、多波束测深仪
• 干端部件包括接线盒
和数据采集计算机。 • 湿端是一个便携式的 换能器探头。
– 把探头放在水中，系 统就可以测量、显示 并输出海底地形，包 括量程范围内的目标 数据。
一个波束脚印
波束变窄的方法 -- 干涉
振源个数越多波束越窄
波束角度决定水平分辨率
30米水深时，对应的最小脚印宽：
0.5 度波束角：0.13 米 1.5 度波束角：0.39 米 8 度波束角： 4.19 米
较好的单波束的波束角 为 8 度
波束角大小由什么决定 ？
换能器越大，波束角越小
换能器形式
直径为D的圆平面阵
3、运动传感器
纵摇角度
在水深30米条件下 若船横摇3度 垂直波束将偏移 1.57米
未经稳定的波 束受船舶运动 影响
实际照射的区域
60度方向的波束将偏移 4.46米
希望照射的区域
光纤陀螺原理
• FOG 技术的基础是 Sagnac 效应 :
逆向转 -
无旋转
正向转 +
光纤罗经原理
Z
Y
X
OCTANS 光纤罗经及运动传感器
Sonic 2024 – 声纳头电子部件
2016/8/12
Commercial in confidence
22
2、GPS 接收机
+Y’
+X’
N
RP = Origin
3、罗经
+Y +X
由安装决定了多波 束实测条带总是与 船轴向垂直
RP = Origin +Y’
+X’
N
RP = Origin
借助罗经才能确定 多波束条带在地球 坐标下的走向
多波束系统介绍
ShipScan-from NAVO.mov
劳雷工业公司
海道测量的历史
从 1920年代开始使用单 波束声纳测深 从1960 年代开始使用侧 扫声呐帮助确定海底类型
Side Scan Imagery
海道测量的历史– 多波束
1970 年代中期美国海军从深海调查需要发展起来 后向散射图像类似侧扫深纳图像
36
2024多波束实测资料
2024多波束实测沉船
2024多波束实测沉船
谢谢！
基元 N-2 基元 N-1 基元 N
束控
Amp. 1
Amp. 2
Amp. 3
Amp. 4
Amp. 30
Amp. 31
Amp. 32
脉冲长度
波束编号
Gen. 1
Gen. 2
Gen. 3
Gen. 4
Gen. 30
Gen. 31
Gen. 32
触发脉冲发生器
相控阵实现波束导向
弧形阵，对表面声速不敏感
平面阵，表面声速非常重要
Bottom Bottom after correction
5、多波束数据采集软件
6、多波束数据后处理软件 CARIS HIPS
多波束应用
2024 测得的水下码头柱子
2024 用于场地清除调查
Sonic 2024 实测结果
长江铜锣峡河段实测图
2016/8/12
Commercial in confidence