完整word版海底探测技术

单波束（海底识别海底反射波强度，反射波振幅大小，振幅检测）

1.定义：一次发射只能获得1个水底水深数据的回声测量设备。

单波束：震源和接收（测深仪换能器）、记录仪（包括数字记录和模拟记录）

2.测量时水深（H）=h+h（吃水）——换能器入水深度1

吃水3. ）静吃水（1 ）动吃水：真正对测深产生影响的吃水。其值随船相对水体运动速度的不同而变化（2 潮位改正校准后实测水深数据+4. 2）波浪校准：相当于静校正的地形（1）吃水校准：相当于静校正的炮点深度；（4）坡度修正）声速校准：H=H-h=(b/a-1)h+(1-b/a)c；（（3 实时潮位修正）潮位观测（1+ 水深测量的工作程序5. ）测深仪器的安装：要求是使动吃水与静吃水的数值基本吻合。（1 ①观察不同船速下测量船不同位置吃水变化；②在变化最小处安装测声仪换能器。2（）测深实施原则及注意事项1）测线布设的依据：①垂直于水深等深线：垂直岸线，常理上，距海岸越远水深越大②垂直于构造线走向：板块构造形成的地质体基本平行海岸分布垂直控制地形地貌地质体走向布设测线（可控制地形的连续变化）

③设计多条相互平行的、等间距测线时，测线间隔是图上1cm的实际距离

④测线的名字应包括任务代号—测区—航次号—测线组名—测线名

⑤检查测线：检查测线的方向垂直于主测线方向，检查测线的总长度是主测线总长度的5~10%。

⑥测深精度：主测线与检测线间的测深之差。

在同一套工作系统下，30m以浅测深误差小于0.3m；30m以深测深误差小于水深的1%。

在另一套工作系统下（不同的人员、设备），测量误差可以为其两倍。

统计所有的交叉点水深差值，超限的点数小于15%，测绘合格

⑦偏航距：最大偏航距离不能大于图上的2mm。

当比例尺允许的偏航距大于20m时，规定为20m以内！

2）位置确定：经纬度或平面坐标

3）验潮站布设的原则：

近岸水深测量（距岸20km以内），验潮站布设的密度应能控制全测区的潮汐变化。相邻验潮站之间的距离应满足1、最大潮高差不大于1m；2、最大潮时差不大于2h；3、潮汐性质基本相同。对于潮高差和潮时差变化较大的海区，除布设长期站或短期站外，也可在湾顶、河口外、水道口和无潮点处增设临时验潮站。

距岸20km以外采用预报潮位。

方法：

①分析测区是否需要现场验潮；②了解海域潮汐性质，不同潮汐性质区分设验潮站；

③了解在同一潮汐性质的海域，其最大潮差、潮时的差异性，在超出原则要求的区域分别设4）水体声速的获得：声波测量水深的前提是水体声速横向相同。近岸若有径流的注入，使这一前提不存在，必须增加声速测站！

①实测法：声速剖面仪

②计算法：用CTD测量温、盐、静压力，代入经验公式计算

③比对法：

5）测深仪的吃水：动吃水的值随着船相对于水体运动速度的不同而变化。

（3）实测水深数据的校正：

①吃水校正；②波浪校准：涌浪滤波

③水体声速影响校正：制作校正曲线，实测水深=记录图谱读数+声速校准深度

④坡度校准：由于波的偏移效应，记录的海底坡度小于真实的海底坡度。

校正公式：Sin∠2=tan∠1（∠2表示真实坡度角）

⑤潮位校正：在潮位观测的数据上，相对于测深基准面，进行实测潮位的修正

）室内数据处理：坏点修正→水深数据读取→实测数据校准→潮位校正→测深精度评估→成图4（．

侧扫声呐

1.定义：通过向侧方发射声波来探知水体、海面、海底（上部地层）声学结构和介质性质的仪器设备。（主要用于地质调查研究，可用于海底寻物）

2.设备构成

（1）拖体（换能器和水听器集合）：

·一般具有两个换能器和水听器，提高探测效率；发射和接受具有较强的定向性；

·具有极小的水平波束角（0.5-1.5度），提高探测的分辩率——局部强振幅区；

·具有较大的垂向波束角（32度左右），扩大覆盖宽度；——波形水平方向窄，垂直方向宽·具有较高的工作频率（几十KHz——几千KHz），分辩率高

·水体对波的吸收少，防止泥面下地层回波的干扰

（2）主机（3）电缆

（4）记录仪（双通道）：还有单通道，多通道

反射波强度放大调节旋钮gain和TVG，使均匀海底的声呐图像灰度一致。

3.图谱内容

被探测物体或地质体参数的判定及标示3. 1（）量程及海底覆盖宽度：（与发射间隔水体声速有关）自发射到再次发射这段时间里，·量程：反射波能达到的最远距离。拖体高度有关）（与发射间隔，·覆盖宽度：声呐探测到海底实际宽度称为覆盖宽度水体声速，·斜率校正．（2）拖体位置校正——DGPS

（3）目标物参数判别

4.假波识别：绕射波，量程外强反射被接收，镜像，多次反射和目标物之间的多次

5.分辨率：能分辨出两个相邻物体的最小间距（声阻抗与周围环境的有明显的差异）。

·影响分辨率的因素主要为：探测声波的频率和水平发射角。

6.可识辨率：

（1）在声呐探测显示设备上或模拟记录上（记录图谱），肉眼所能分辨出的最小物体（声阻抗与周围环境的有明显的差异）尺寸。

（2）主要影响因素：设备的分辨率、采样率，单位长度上的炮点数量、显示或记录设备的像素情况，甚至显示桌面或记录图谱的大小等。

（3）目标物与周围环境的差异性；目标物在声呐记录中的大小

·越靠近声呐拖体（近程端），目标物占据角能量越大，探测回波越强。

·声呐拖体高度越大（距海底的距离越远），目标物，被记录的时间越短

·越远离声呐拖体（远程端），目标物，被记录的时间段越长。

·声呐量程越小，目标物被记录时间相对较长

（4）横向大小：

·与目标物本身横向大小有关；声呐量程有关；

·声呐拖体高度有关；目标物在声呐海底覆盖区中的位置有关。

（5）纵向大小

·目标物大小；取决于单位海底长度上，探测炮点的数量；

·声呐水平发射角；目标物在声呐海底覆盖区的位置

（5）增强可识辨型方法

·探测目标最好位于声呐海底覆盖区，近声呐段1/3-2/3区域；

·调查船速越慢越好；声呐量程越小越好；声呐工作频率越高越好（在环境允许情况下）

·拖体高度为单侧量程的10%-15%。

7.工作方法：

（1）工作目的的确定：地质调查、特殊现象探查、物体寻找

（2）明确技术要求

（3）明确探测规范：地质调查有国家规范、行业规范和业主下达的技术要求

（4）设备的选型：侧扫声呐选型：依据探测要求和工作区域环境情况

定位设备选型：依据定位精度要求

（5）测线的布设：

设计的依据：工作目的、设备情况、海底情况、水深情况、水体浑浊度、调查区形态等．

设计的原则：实现目的要求、满足规程、高效、易操作。

设计的内容：测线方向、测线数目、测线间距

（6）拖曳方式的选择：

影响因素：①拖体高度：在最大探测量程固定的条件下，拖体高度越大，海底覆盖宽度越小；声呐有效信号所占比例越小；目标可识辨性越差。规范规定：拖体高度为声呐单侧量程的10%-15% （7）船速的控制——侧扫声呐保持匀速直线运动

船速越低，炮点密度越大，探测分辨率越高。一般正常船速4~6节。

（8）定位点间距的选择：对于GPS信号未接入声呐的老设备，根据调查比例尺，图上1cm，有一个定位点。方法：定标器法（MARK盒），

（9）声速的确定：一般以水体垂直声速的平均值为准，输入声呐设备中

（10）图谱的识别

（11）被探测物体或地质体参数的判定分析：

量程、覆盖及斜率校正

拖体位置校正：在声呐拖缆较短情况下，可通过缆线长度、海流流向判定；水深较大，电缆长度较长时，声呐拖体需要超短基线或长基线定位。

（12）地质现象的解译

多波束（单波束不够精细，在不增加工作量的前提下得到丰富数据）

1.定义：同时探测水底多个位置不同点的水深值的探测系统。

得到垂直航向的水底条带多个点的数据

2.构成：

（1）多波束主体设备：