侧扫声纳在海域使用动态监测中的应用

杨仁辉

（中交广州航道局有限公司，广州，510220）

内容摘要：侧扫声纳为海域使用动态监测提供水域面皆界址，在实施过程中有两个方面的重点，一是判别水域界限边界，二是确定边界地理坐标位置。根据动态监测的技术特点，细致安排测量方案，灵活改变测量方式，获得高清晰度和分辨率的水下图像。往复测量数据比对，获得平均坐标值，并与RTK坐标数据比对，其坐标误差范围完全满足规范要求。

关键词：动态监测；侧扫声纳；旁挂式；中误差

1前言

近年国家加强了对工程建设中海域使用的监测力度，改变了以往只在工程竣工时进行面积界址界定的做法，实行了海域使用的动态监测做法。根据《南海区填海项目海域使用与海洋环境动态监测技术大纲》的要求，对审批的工程项目填海海域使用区向海外扩100m的范围进行海域使用范围动态监测。这样做的目的是为了更好地动态掌握工程项目建设期间填海的实际界址及面积，防止超填、越界围填等非法用海行为的发生，为海洋行政主管部门在该项目海域使用填海竣工验收时提供项目施工期间、施工后（竣工验收前）填海用海区状态的科学依据。

2侧扫声纳的工作原理

侧扫声纳是由side scan sonar一词意译而来，是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，又称旁侧声呐或地貌仪。声呐向水中发射声波，通过接收水下物体反射回波发现目标，并测量其参量。目标距离可通过发射脉冲和回波到达时间差估计。一般情况下，硬的、粗糙的、凸起的海底回波强；软的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮挡的海底产生回波，距离越远回波越弱[1]。利用接收机和计算机对脉冲信号进行处理，最终变成数学参量显示在屏幕上，每一次发射的回波数据显示在屏幕的一条横线上，每一点显示的位置和回波到达的时刻对应，每一点的亮度和回波幅度有关。将每一发射周期的接收数据按线形纵向排列，就构成了二维海底地貌声像图[2]。

图2-1 侧扫声纳工作演示图

目前国内外使用的主流侧扫声纳采用的是双频双通道换能器，即两个频率同时工作同时采集处理，同时基本上都采用线性调制技术（Chirp）。拖鱼上的两个换能器倾斜放置，水平开角很小（1°～2°），垂直波束很宽（40°左右）[3]，通常采用拖曳式方式对海底扫描。波束频率一般采用100Khz至1600Khz，其垂直分辨率非常高，可清晰的识别和反映海底地物地貌。现在侧扫声纳广泛的应用于目标定位、海底特征的确定、石油工业应用、疏浚、扫雷、环境应用、渔业等多领域中。

3海域使用动态监测技术特点

海域使用动态监测的首要目的就是要确定填海界限，包括陆域和水域两部分，水域部分界限的界定主要依靠就是侧扫声纳测得的海底地貌图。所以侧扫声纳的工作包括两方面主要的技术内容，一是判别水域界限边界，二是确定边界地理坐标位置。

正确判别水域界限的边界就要保证声纳图像的清晰度和分辨率，

要确定边界地理坐标位置就要保证坐标位置的准确性。而按照以往常规的侧扫声纳测量方法进行工作，很难同时满足这两个要求。首先一般使用侧扫声纳测量时采用的是船后拖曳方式，目的是保证拖鱼的稳定姿态，使其不受测量船摆动的影响。但因为采用式非刚性连接，这种方式无法保证定位的准确性，另外因为要尽量靠近目标体，拖曳方式容易造成拖底和碰撞，安全性较差。其次如果采用船舷旁挂方式，拖鱼与测量船是联动的，所以受测量船姿态影响比较大，在天气条件不好的情况下成像的清晰度较差，同时易受测量船发动机、水花等噪声影响。而动态监测区域由于受施工、水文地理条件影响，安全性和操作性都比较差，这就必须采取不同的工作方式来满足动态监测的目标要求。

4案例分析

广西壮族自治州防城港市某核电工程海域使用动态监测项目要求是确定进出水口内围堰、堤坝基床或回填物倾埋水下的外缘线坐标。采用的侧扫声纳设备为美国克莱因公司的Klein3000型，重量轻，可靠性高。

图4-1 Klein3000侧扫声纳系统

4.1目标区域条件

目标区域位于防城港市红星村旧址附近，紧邻钦州港。该区域为混合潮型，大、中潮为正规日潮,小潮为不正规半日潮。自然水深很浅，近岸区域低潮时海底裸露，水下地形复杂伴有大量礁石。监测时期出水口正在抛石，进水口抛石同时进行工字块码放。安全和水文条件非常恶劣。

4.2采取措施

根据目标区域现场条件，为取得理想的效果，测量人员经过分析采取了几项应对措施：

1)采用高频信号，在保证安全的情况下尽量贴近目标施测，以便

取得较高的分辨率；

2)拖鱼采用旁挂方式，略高于船底。施测时段安排在高平潮，船

速保持在4节以下。这样既保证了安全，也可以控制船体的姿

态，可以取得较清晰的图像；

3)施测计划线都与目标物平行，尽量规避弯曲测线出现，内业处

理中剔除所有弯曲航迹测得的图像，避免图像的几何失真；

4)采用往复施测，对同一目标物进行两次测量比对。同时事先对

低潮时裸露出的特征点使用RTK进行标定，与侧扫声纳测得的

坐标进行比对。

4.3实际效果

在采取以上措施进行实际勘测后，测量人员取得非常好的效果。首先图像的清晰度和分辨率都非常的高，细腻的反应了目标的影像，人工抛填物和原始海底的分界十分清晰，抛填石和工字块都可以轻易分辨出来，方便了技术人员对特征点的勾画。

图4-2 出水口侧扫图像

图4-3 进水口侧扫图像

其次分析定位误差，其来源有几点：DGPS定位误差、拖曳点相对GPS位置测量误差、拖鱼在水下相对于测量船的位置误差，以及解析中产生的判读误差等。由于采用旁挂方式，高平潮测量，控制船速等措施，各个误差源都相应减小，分别为：DGPS的标称精度为0.50m；拖曳点相对于GPS的测量误差优于0.05m；拖鱼采用旁挂方式，GPS 与换能器相对位置误差应为0；测量量程为75m，采用高频信号，其垂直航线的分辨率为0.07m，解析中可能造成两个像素的误差，因此解析误差约为0.14m。

因此估算测量中误差为：

δ=2

20.14

0.50+

+=0.52(m)

0.05

优于《海域使用面积测量规范》对于近海测量点位中误差1m的要求。

往复两次测量数据比对表明两次特征点坐标差基本都在1m范围内，只有一个点大于1m。

往复测量特征点坐标比对表4-1

RTK与侧扫坐标值（两次平均值）比差也基本在1m范围内，只有两个点大于1m，这里可以将RTK数据近似看作真值，所以可以发现侧扫与RTK测量平均坐标差值为0.62m，只是略高于估算的中误差，但完全达到规范要求。

5总结

在海域使用动态监测中侧扫声纳起着非常重要的作用。使用较高频率信号，抵近目标平行布置测线等措施，可以获得清晰的海底地貌图像，直观的反应了填海界址。虽然侧扫声纳是一种主要用于大洋底勘探，而不是用于测量距离或深度的声纳[4]。但在近滨海内，水深适中，影响定位的因素不是很明显，在适当改变拖挂方式，合理安排施测时段，控制测量船船速姿态的情况下，仍然可以将误差控制在规范要求内。当然本文没有涉及到软件处理中对图像进行的角度、斜距、几何变形等改正，但是随着科技进步，设备和软件的发展，在多种姿态传感器辅助下，提供更多的改正数据，可以使得侧扫声纳具备更加简单便捷的采集处理方式，更加准确的精度，更加广阔的应用环境。

参考文献：

[1]蒋立军，杜文萍，许枫.侧扫声纳回波信号的增益控制[J].海洋测

绘，2002，22（3）：6-8.

[2]许枫，魏建江.第七讲侧扫声纳[J].物理，2006，35（12）：

1034-1037.

[3][4]赵建虎.现代海洋测绘[M].武汉：武汉大学出版社，2007：201.

侧扫声呐概述

侧扫声呐概述侧扫声呐是由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，我国从七十年代开始组织研制侧扫声呐，经历了单侧悬挂式、双侧单频拖曳式、双侧双频拖曳式等发展过程。由中科院声学所研制并定型生产的CS-1型侧扫声呐，其主要性能指标已达到了世界先进水平。侧扫声呐有许多种类型，根据发射频率的不同，可以分为高频、中频和低频侧扫声呐;根据发射信号形式的不同，可以分为CW脉冲和调频脉冲侧扫声呐;另外，还可以划分为舷挂式和拖曳式侧扫声呐，单频和双频侧扫声呐，单波束和多波束等。波束平面垂直于航行方向，沿航线方向束宽很窄,开角一般小于2?,以保证有较高分辨率;垂直于航线方向的束宽较宽，开角约为20?,60?，以保证一定的扫描宽度。工作时发射出的声波投射在海底的区域呈长条形，换能器阵接收来自照射区各点的反向散射信号，经放大、处理和记录，在记录条纸上显示出海底的图像。回波信号较强的目标图像较黑，声波照射不到的影区图像色调很淡，根据影区的长度可以估算目标的高度。侧扫声呐的工作频率通常为几十千赫到几百千赫，声脉冲持续时间小于1毫秒，仪器的作用距离一般为300,600米，拖曳体的工作航速3,6节,最高可达16节。侧扫声呐近程探测时仪器的分辨率很高,能发现150米远处直径 5厘米的电缆。用于深海地质调查的远程侧扫声呐工作频率为数千赫，探测距离超过20公里。进行快速大面积测量时，仪器使用微处理机对声速、斜距、拖曳体距海底高度等参数进行校正，得到无畸变的图象，拼接后可绘制出准确的海底地形图。从侧扫

Edgetech 4200FS 侧扫声呐简明操作手册

Edgetech 4200FS 侧扫声纳简明操作手册美国劳雷工业有限公司 2005，6

Edgetech 4200FS 侧扫声呐简明操作手册一、系统组成 Edgetech 4200FS 测扫声呐系统由以下部分组成： 1．4200FS 拖鱼 2．4200FS甲板处理器 3．拖缆及磁力仪拖曳电缆 4．G882磁力探头 4200FS甲板处理器 4200FS拖鱼

4200FS拖鱼和G882磁力仪

二、Edgetech 4200FS测扫声呐系统操作步骤 (一)系统连接及启动 1．打开包装箱，取出甲板单元处理器及显示器，将处理器及显示器安放在平稳的地方； 2．连接处理器、显示器、轨迹球（鼠标）、键盘； 3．打开4200FS拖鱼包装箱，将拖鱼轻轻放在垫有塑料泡沫的平地上； 4．取出拖鱼的两片尾翼（共有4片，2片为备用），呈十字交叉互相插入；用厂家提供的内六角螺丝起子松开4200FS拖鱼尾部的尾翼固定螺丝，将呈十字交叉的2片尾翼插入拖鱼尾部的十字槽中，尾翼到位后，将固定螺丝拧紧，注意不要死拧，感觉一般拉力不会使尾翼脱落就行了。这样，当尾翼在拖曳中被渔网等海底鄣碍物挂住时，尾翼会脱落从而保证拖鱼能安全拉出水面。 5．将拖缆的航空插头端插入甲板处理器后面的Sea Cable接头（见下图）。

6．将拖缆的另一端插入拖鱼的防水接头中。如果侧扫声呐和磁力仪要同时拖曳使用，应使用带“Y ”型接头的拖缆。“Y ”型缆的一端（6针脚）插入4200FS 拖鱼中，另一端（8针脚）插入磁力仪的9m 拖缆中，磁力仪9m 缆的另一端插入G882磁力仪的防水接头中（见上图）。 7．用卸扣将主拖缆的承重扣和拖鱼的拖曳孔相连,若磁力仪和侧扫同时使用,则将磁力仪的9m 缆的拖曳终端固定在4200FS 拖鱼的拖把中（见下图）。 6针脚插头 8针脚插头

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美海军于2000年和2004年分别发布两版《海军无人水下潜航器总体主规划》，将UUV（不分级别）的任务按优先顺序归纳为9类：①情报/监视/侦察（ISR）；②水雷对抗（MCM）；③反潜战（ASW）；④检查/识别；⑤海洋调查； ⑥通信/导航网络节点（CN3）；⑦载荷投送；⑧信息作战； ⑨时敏打击。不论是《海军无人水下潜航器总体主规划》，还是《无人系统（一体化）路线图》，这几版文件中对于所有级别的

UUV，情报/监视/侦察（ISR）、检查/识别和水雷对抗（MCM）这3项任务的排序都十分靠前，这也印证了在当今复杂国际环境下美国海军对于这3项UUV任务执行的迫切需求。 UUV执行各项任务无一不需要声呐的配合，尤其是对于ISR、检查/识别和MCM，声呐性能的优劣，往往是任务完成度的决定性因素。根据功能的不同，UUV声呐装备主要分为三大类：通信声呐、导航声呐和探测声呐，如图1所示。通信声呐主要用于UUV与协同行动的其他UUV、母船（艇）或通信浮标之间的信息链接；导航声呐为UUV的安全航行和执行作业任务提供其位置、航向、深度、速度和姿态等信息；探测声呐主要用于警戒、探测、识别水中或沉底目标信息，对水下地形、地貌、地质进行勘察和测绘。承担不

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水下目标主动声呐回波信号特征研究目前在水下安静型小目标主动声纳回波信号特征提取中存在几个关键性问题亟待研究,包括了目标回波信号特征在复杂环境下的稳定性,目标几何声散射与各阶次弹性声散射时序结构的分析,目标固有物理属性与回波信号特征的关系,以及海底混响的抑制等。针对上述问题,本文研究了典型目标模型在混响背景下稳定的目标回波信号特征提取方法,独立的目标声散射成分信号提取方法,以及基于盲分离与时频分布图像处理的海底混响抑制方法,为实现水下安静型小目标主动声呐探测与识别奠定基础。首先,针对混响背景下目标回波信号特征稳定性问题,提出了目标回波信号的瞬时频率特征提取方法,并研究了目标回波与混响的在信号特征空间中的分布特性。将混响视为一类具有独立信号性质和特征的信号,推导了目标几何声散射成分与混响的时频分布特性,根据信号瞬时频率序列的随机性,提取了瞬时频率方差、瞬时频率熵、瞬时频率峰度与WVD-Radon变换半功率宽度四种特征。研究中采用特征选择方法建立了二维信号特征空间,对湖上沉底目标探测实验数据处理结果表明,目标回波与混响在该信号特征空间中具有稳定的分布特性。其次,针对目标回波中几何声散射与弹性声散射混叠的问题,提出了一种目标声散射成分信号分离方法。在声呐发射信号为线性调频脉冲的条件下,将目标声散射成分映射为单频信号成分,推导了目标声散射时序结构与映射结果之间的线性对应关系,从而可以通过窄带滤波分离出特定的单频信号成分。仿真及水池实验数据处理结果表明该方法对提取独立的目标弹性声散射特征的有效性。另外,提出了一种目标声散射成分时延估计处理流程,通过带阻滤波抑制强

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海域使用动态监测过程中陆域部分使用全站仪、RTK等设备进行测量，水域部分是使用测深仪进行水深测量，绘制水下地形图，使用侧扫声纳进行声纳扫测，获得水下地貌图，根据水深变化和水下地貌特征界定实际使用面积界址。而水域部分是海域使用面积组成中最重要的部分，是界定海域使用合法性的关键，由此可见侧扫声纳的使用在海域使用动态监测中有着非常重要的作用。 2侧扫声纳的工作原理侧扫声纳是由side scan sonar一词意译而来，是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，又称旁侧声呐或地貌仪。声呐向水中发射声波，通过接收水下物体反射回波发现目标，并测量其参量。目标距离可通过发射脉冲和回波到达时间差估计。一般情况下，硬的、粗糙的、凸起的海底回波强；软的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮挡的海底产生回波，距离越远回波越弱[1]。利用接收机和计算机对脉冲信号进行处理，最终变成数学参量显示在屏幕上，每一次发射的回波数据显示在屏幕的一条横线上，每一点显示的位置和回波到达的时刻对应，每一点的亮度和回波幅度有关。将每一发射周期的接收数据按线形纵向排列，就构成了二维海底地貌声像图[2]。

无人水下航行器声呐装备现状与发展趋势

无人水下潜航器（UUV）最早出现于20世纪60年代。在发展初期，UUV主要用于深水勘探、沉船打捞、水下电缆铺设及维修等民用领域，后逐步扩展应用于水下声源探测、协助潜艇深水避雷、港口战术侦察等军事领域。近十几年来，随着平台、推进器、导航、控制系统以及传感器技术的发展，加上现代战争追求人员零伤亡的理念，UUV的军事应用得到高度重视，其在水下侦察、水下通信和反潜、反水雷作战、信息作战等领域的应用得到了空前发展。美国国防部于2007～2013年间前后发布了4版《无人系统（一体化）路线图》，其中针对UUV的4个级别将任务按优先级扩充为17项，如表1所示。表1 不同级别UUV任务需求优先级

美海军于2000年和2004年分别发布两版《海军无人水下潜航器总体主规划》，将UUV（不分级别）的任务按优先顺序归纳为9类：①情报/监视/侦察（ISR）；②水雷对抗（MCM）；③反潜战（ASW）；④检查/识别；⑤海洋调查；⑥通信/导航网络节点（CN3）；⑦载荷投送；⑧信息作战；⑨时敏打击。

不论是《海军无人水下潜航器总体主规划》，还是《无人系统（一体化）路线图》，这几版文件中对于所有级别的UUV，情报/监视/侦察（ISR）、检查/识别和水雷对抗（MCM）这3项任务的排序都十分靠前，这也印证了在当今复杂国际环境下美国海军对于这3项UUV任务执行的迫切需求。 UUV执行各项任务无一不需要声呐的配合，尤其是对于ISR、检查/识别和MCM，声呐性能的优劣，往往是任务完成度的决定性因素。根据功能的不同，UUV声呐装备主要分为三大类：通信声呐、导航声呐和探测声呐，如图1所示。图1 UUV主要声呐装备

XTF格式侧扫声呐数据格式解析

本文简介：本文首先对侧扫声呐作了简单介绍，详细可参考https://www.360docs.net/doc/299666754.html,/publish/portal7/tab675/info4827.htm，其次对XTF格式进行详细说明，主要参照Xtf File Format_X37.pdf文档，并贴出自己所用xtf数据画的海底地貌图。一、侧扫声呐介绍侧扫声纳左右各安装一条换能器线阵，首先发射一个短促的声脉冲，声波按球面波方式向外传播，碰到海底或水中物体会产生散射，其中的反向散射波（也叫回波）会按原传播路线返回换能器被换能器接收，经换能器转换成一系列电脉冲。一般情况下，硬的、粗糙的、凸起的海底，回波强；软的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮挡的海底不产生回波，距离越远回波越弱。利用接收机和计算机对这一脉冲串进行处理，最后变成数字量，并显示在显示器上，每一次发射的回波数据显示在显示器的一横线上，每一点显示的位置和回波到达的时刻对应，每一点的亮度和回波幅度有关。下图是自己所用xtf数据中某一ping的回波强度图。图1. 某一ping回波强度图将每一发射周期的接收数据一线接一线地纵向排列，显示在显示器上，就构成了二维海底地貌声图。声图平面和海底平面成逐点映射关系，声图的亮度包涵了海底的特征。下图是自己所用xtf数据最终生成的海底地貌图。

图2. 海底地貌图得到海底地貌图之后，还可以对它进行各种图像处理，包括图像锐化、浮雕功能、伪彩色处理等。二、XTF格式解读侧扫声纳数据的处理是获得海底信息的重要步骤,格式转换是数据处理的基础。现有的声纳数据主要有Qmips和XTF两种文件格式,二者均为二进制格式存储。本文所研究的数据格式是XTF格式。 XTF文件格式是一种可扩展的数据格式,它的伸缩性和可扩展性很强,可保存声纳、航行、遥测、测深等多种类型的信息。它可以很容易地扩展成将来所遇到的不同数据类型。每个文件都包括不同的数据包,根据数据包的标识信息识别数据包的类型。这样可以仅读取所需要的可认识数据包,而跳过其它不需要或不认识的数据包。 1.XTF文件格式：其中，XTF文件格式数据包主要有声纳、测深、姿态和注释四种类型。 1.1 xtf头文件头文件数据存储在XTFFILEHEADER结构体中，该结构体中包含六条信道空间，信道数据存储在CHANINFO结构体中。XTFFILEHEADER结构体包含了该款侧扫声呐的一些基本信息，包括侧扫声呐名称、类型，记录软件的名称、版本，声呐的通道数，当前坐标等等。下图是我的xtf数据所读到的头文件部分信息：

侧扫声纳使用操作规定

侧扫声纳使用安全操作规程 1．日常维护 1．1 作为一种精密的测量仪器，磁力仪应该放在干燥阴凉的仪器房内，以确保仪器的电子不受潮。 1．2 仪器通电前注意电源电压，保证电源电压的正常。 1．3 仪器下水前注意检查各接头的连接，特别是水下探头接头要严格密封。一定要注意连接在绞车上的接头，防止接头被绞车擦坏，收放电缆时务必断开仪器电源。 2．扫测准备 2．1 搜集有关资料。扫测海区的水深和地貌，障碍物，潮流的流速和流向扫测期间的气象，扫测船吃水深度，扫测船最低速度等。 2．2 设计扫测方案。依据测区环境和扫测要求确定扫测方法、重叠带宽度、分辨率、船速、拖鱼高度及拖缆长度等；设计测线布设方向和间距；拟订扫测实施要求，资料整理要求。 2．3 检查系统的完整性；在陆上进行电测试，确定各分机的工作是否正常；检查水密部件，确保不漏水；保证侧扫声纳处于正常工作状态。 2．3 扫测实施前应进行静态和动态试验。静态试验要求声图灰度适中且均匀，声图清晰而无噪声图象。动态试验要求扫测船以设计方案实施扫测，检查试验设计各参数是否符合实际情况，调试施测参数，使声图灰度适中，海底地貌轮廓清晰。系统状态符合技术指标要求方可实施扫测。 3．扫测实施 3．1 扫测实施方法有两种：粗扫测和精扫测。对大面积扫测海区，应先进行粗扫测，当发现可疑目标时，再进行精扫测。精扫测证实目标存在，并可疑在声图上分辨目标类型和性质，位置和高度，最后应用测深仪加密探测，或潜水员下潜作业，以得到更精确的目标信息。 3.1.1 扫要求全覆盖扫测海区。扫测趟的取向应一致，而且要相互平行；扫测趟的有效作用距离应有重叠带，不能在相邻产生遗漏区域。当探测海底微地貌时，相邻扫测趟可采用2倍有效作用距离，而无需设计重叠带。 3.1.2 精扫测应根据粗扫测声图上目标图象确定其位置，高度，并确定扫测频率，发射脉宽，有效作用距离，扫测船船速，拖鱼入水深度，再进行扫测。精扫测取向应尽量平行于目标走向，或于目标走向的舷角小于30或大于150。有效作用距离应依据目标图象能反映在声图的单侧中间部分最佳。 3．2 扫测实施应遵循下列要求： 3.2.1 扫测实施过程不得对设计确定的数据随意变动；仅当水深变化时，可以及时调整拖鱼入水深度。 3.2.2 经常检查船速，使之保持在设计船速之内。当水深、流速和风速变化时，可以改变扫测船船速，但不得大于设计船速。 3.2.3 脱羽电缆长度大于扫测区水深时，在换扫测趟或转向时，应使用小舵角大旋徊圈，根据扫测船旋徊半径大小来选择合适的扫测趟，继续进行扫测。 3.2.4 扫测船应保持航向和航速稳定，不得使用大舵角修正航向，风流压角不得大于 3°。

声呐蛙人声呐探测系统研究进展

声呐蛙人声呐探测系统研究进展 2008年11月在孟买发生了令人震惊的恐怖袭击事件，死亡195人，295人受伤，被喻为印度的“9.11”，经核查，恐怖分子是由近海乘坐橡皮艇从港口登陆的，这起事件清楚地表明近海/近岸水面或水下探测技术水平的缺失已经成为军用及民用港口安全体系的阿基利斯之踵，将可能遭受到来自恐怖分子或敌对敌方特种作战蛙人的袭击。从二战以来，采用水下隐蔽袭击港口设施和停泊军舰的战例十分多。2003年，停泊在也门的亚丁港的美国战舰“科尔”号突遭一艘不明身份，满载炸药的橡皮艇的自杀式袭击，携带的炸药将军舰左舷撕开12米长4米宽的大洞，17名美军殉职，37名美国水兵受伤。2008年，泰米尔的猛虎组织的海虎突击队员突破斯里兰卡的亭可马里港的严密防护使用一枚威力巨大的水下炸弹炸伤了一艘斯里兰卡海军的军舰。近年来越来越多使用蛙人进行攻击的现象说明人们认为从水下对停泊在码头的船只进行攻击是一种相对容易的方法。因此使用声纳或其他技术设备对港口的出入航线等地进行水下监视是应对毒品走私、水下攻击的必要的措施。敌方蛙人隐蔽进入港口或海岸水域对海军舰艇或民用船只进行攻击方式将不仅对军事安全，同时对民用全球贸易和海运的安全产生威胁。另外，使用水下潜入的方式在毒品走私和恐怖袭击中应用也越来越多。一、蛙人探测声呐的作用过去且在现在的许多地方，对水下安全的排查采用的是派遣一个战斗蛙人小组进入相应的水域搜索，这是一个花费大且耗时的工作。采用声呐方式不仅节约经费并且重要的是提高了实时性。在声呐探测中，时间的花费是必不可少的，然而在水下运载具的帮助下，敌对蛙人的运动速度是很快的。为了挫败敌方破坏意图，声呐系统不仅要把敌方蛙人的信号从复杂的混响背景中分辨出来，并且对其进行的分析越快越好，因为时间就意味着生存或死亡。由于日益增强的威胁，水域安全问题得到越来越多的重视。主动式、高频率、多波束声呐技术是当前应对水下威胁最好的技术手段。探测距离有限的3D声呐技术对这种安全防护的努力是有补充作用的。但是，由于价值昂贵，

Blueprint Subsea侧扫声呐中文

所有的系统都是专为个人部署和浅水勘测所设计，测量深度可达３０ｍ（１００英尺），这使得它们适用于港口港湾勘测和安全工作，包括河流、运河、湖泊等内陆水质检测，探测沉船的位置以及搜寻复原任务。海远程地区。ＳｔａｒＦｉｓｈ系统被设计为“即插即用”，通过机顶盒上的ＵＳＢ接口连接到您的ＰＣ　／笔记本电脑。机顶盒使得声呐的电源可以由来自交流电源（市电电源）或直流电源（蓄电池，发电组）提供，并且每一个系统均有多个适配器电缆提供，使其可以直接应用现有的电源条件。专为Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统所设计的ＳｔａｒＦｉｓｈ扫描软件非常直观，具有易于使用的用户界面。通过帮助向导开始，你很快就可以上手运行。一架双引擎霍克斯利飞机残骸，沉没在１５米深。芬兰海湾深度为３３米的蒸汽轮船－由Ａｒｉ　Ｋａｐｅｎｅｎ提供混凝土排放在海港泊位－由Ｍａｒｅｋ　Ｓｚａｔａｎ，Ｈｙｄｒｏｇｒａｆ提供在１０米处潜水员和救援假人澳大利亚Ｂｌａｃｋｗａｌｌ　Ｒｅａｃｈ河上的货运驳船和划艇—由Ｊｅｓｓｅ　Ｒｏｄｏｃｋｅｒ提供ＳｔａｒＦｉｓｈ是使用最新的声学技术和信号处理技术的侧扫声呐系统，性价比高，能带来高质量的水下图像。ＳｔａｒＦｉｓｈ拖曳系统易于携带，每个声呐小于１５英寸长。这使它们能够在需要的时候共享用户组和水上船只之间的信息，尤其是在其他侧扫系统难以执行的浅

声呐 StarFish 990F StarFish 452F StarFish 450F StarFish 450H StarFish 453OEM BP00181 BP00184 BP00017 BP00090(20m) or BP00066 (5m) BP00755 ＳｔａｒＦｉｓｈ的选择高清晰度系统，结合了１ＭＨｚ的无线信号与０．３°水平波束宽度，适用于搜索和救援的应用。４５０ｋＨｚ无线信号操作与０．８°水平波束宽度，高达２００米的宽度范围。适用于调查应用。入门级的声纳系统，结合４５０ｋＨｚ无线信号操作与１．７°水４５０Ｆ系统的船载版本，适合小型近海船艇在浅水中操作。ＳｔａｒＦｉｓｈ　４５２应用在ＲＯＶ／ＡＵＶ的ＯＥＭ集成性版本，降低了水平波束宽度（０．５°）来改善图像质量。技术参数

多波束和声纳在大面积水域中探测水下目标物的组合方法

多波束和声纳在大面积水域中探测水下目标物的组合方法摘要：侧扫声纳是目前水下探测的一种重要探测工具，有很高的探测效率和分辨率，但是定位精度差；而多波束则以高效率、高精度、高分辨率证明了它的优越性。通过工程实例说明了侧扫声纳和多波束在大面积水域中探测水下目标物的方法，并对两者的扫测结果进行了对比分析。充分利用多波束和声纳的扫测数据结果，可有效增强观测数据的互补性，如此既可以提高工程质量，又可以使扫测结果达到最优。关键词：侧扫声纳；多波束；水下目标物；精度；分辨率 1 引言多波束测深系统主要用于水下地形测量，应用这种高新技术，不仅可以获得高精度的水下地形数据，还可以为人们提供直观的水下三维图和类似侧扫声纳的声像图。侧扫声纳的出现为水下目标物探测提供了完整的水下声学图像，用于获得水下地形形态[1]。侧扫声纳和多波束测深系统都是能够实现全覆盖扫测得探测设备，能够获得几倍于水深的探测范围。在水深测量精度、定位精度、声像图分辨率等方面两者又各有优点。所以在多次的工程实践中，我们发现利用声纳和多波束同时来完成探测工作，可有效增强不同观测数据的互补性，将扫测结果达到最优化，提高工程质量。本文就声纳和多波束探测时的实际效果进行对比分析。在工作实践中，侧扫声纳采用由美国EdgeTech公司生产的EdgeTech 4200MP 型双频侧扫声纳，该系统将EdgeTech的全频谱和多脉冲技术集成与一体，是高科技数字双模式高分辨率侧扫声纳系统；多波束采用Sionc 2024型测深仪，工作频率为300kHZ，最大量程为500米。波束个数为256个，垂直航迹方向的波束大小为0.5°，沿着航迹方向的波束大小为1.0°。 2 侧扫声纳和多波束的工作原理这两种设备均是采用向水底发射声波脉冲，并接收声波传至水底目标物后反射和散射的回波，从反射和散射的回波信息中提取我们所需要的几何信息。（a）多波束设备连接图（b）侧扫声纳设备连接图图1 多波束和侧扫声纳设备连接示意图由于它们接收波束的形式不同以及对回波的处理方式的不同，多波束测深仪通过接收回波信号能够实现空间精确定向，利用声波在传播途中所消耗的时间来确定斜距，而每一束波束都有一个固有的波束角，从而确定斜距可以得到精确地

声纳图像水下管线检测与跟踪技术研究

声纳图像水下管线检测与跟踪技术研究几十年以来,为更充分的利用海洋资源,人类在海底铺设了大量的能源输送管道和信息通信线缆。海底管线的正常工作,是海上油气与跨国通信的重要保障。由于海底施工、自然腐蚀和其他种种原因,海底管线易破损甚至断裂,造成经济和环境上的重大损失。因此,需要水下机器人对海底管线进行定期跟踪检查。利用侧扫声纳采集海底信息,通过图像处理算法检测出管线的位置和走向,并引导水下机器人对管线跟踪是本文的主要研究内容,具体如下:(1)研究侧扫声纳图像管线检测系统与图像预处理。首先,介绍管线检测与跟踪系统结构;其次,分析侧扫声纳成像原理与影响声纳图像质量的因素;然后,介绍水下管线系统模型;最后,研究均值滤波、中值滤波、高斯滤波去除声纳图像噪声的方法。实验结果表明,高斯滤波对声纳图像滤波的效果最佳。(2)研究二维平均恒虚警率的管线检测方法。首先,介绍在高斯噪声条件下的二维平均恒虚警率算法,在计算参考单元平均值时,需要反复提取像素灰度值,从而耗费大量的计算时间,本文研究采用积分矩阵加速计算;其次,采取形态学方法平滑管线边缘,并根据二值图连通区域离心率指标去除虚警;最后,通过Hough变换检测管线边缘,拟合得出管线的位置与走向。实验结果表明,该方法能有效检测出声纳图像中的管线目标。 (3)提出矩形和十字形检测结构的二维平均恒虚警率算法。首先,根据管线的形状特征,研究矩形检测结构。相对于正方形检测结构,矩形检测结构在检测管线目标时具有较低的阈值,从而有效提取图像中的管线。十字形检测结构在矩形检测结构基础上,利用左右方向与上下方向参考单元灰度平均值之比,改善声纳图像野值点造成的管线像素

海洋侧扫声呐探测技术的现状及发展

海洋侧扫声呐探测技术的现状及发展摘要：侧扫声纳是海洋地形地貌测量的必备仪器之一。侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，目前广泛应用于海洋地形调查以及探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。本文从侧扫声呐技术的现状进行分析，对未来侧扫声呐探测技术的发展趋势进行总结，为后续进行海洋侧扫声呐探测技术的研究打下基础。关键词：侧扫声呐；海洋探测；海洋资源海底地形地貌作为了解和认识海洋的基本信息，在海洋资源开发、海洋工程建设和海洋权益维护等方面具有重要意义。海底信息的探测是进行海底科学研究的基础，是了解海洋空间形态特征的基础资料。由于声波在水中传播的独特优势，目前海底信息的快速获取主要依赖于声学探测设备，主要包括单波束、多波束和侧扫声纳系统。前两种设备是通过测量海底深度反演海底地形，称之为等深线成像：侧扫声纳系统根据回波强度反映海底地形变化；相比而言，侧扫声纳探测效率和分辨率较高，可获得更清晰的目标信息，在国内外应用广泛。一、侧扫声呐检测原理侧扫声呐技术运用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底形态，它能直观地提供海底形态的声成像。通过声呐线阵向左右两侧发射扇型波束，海底反向散射信号依时间的先后被声呐线阵接收，有一定高度的海底障碍物在侧扫声呐资料上能产生“阴影”。通过对不同的成像条件下得到的声呐图谱中“阴影”的研究，可以判断海底管线的状态为透空还是非透空，从而评价悬空管线治理效果。当海底管线状态为悬空时，侧向发射的声呐波束首先遇到管线形成强反射，其反射时程最短，最先成像在声呐图谱上；管线下方与海床面之间的空隙（空隙高度即为悬空高度）可允许声呐波束穿过，形成“声学透空区”，其反射时程次之，在声呐图谱上位于管线强反射外侧；管线本身会遮挡一定宽度范围的声呐波束穿过，形成“声学阴影区”，其理论反射时程最长，在声呐图谱上位于“声学透空区”外侧。如此，悬空管线形成的声呐图谱由近及远依次为管线强反射、“声学透空区”海底面反射、“声学阴影区”空白反射（图１ａ）。当悬空管线经过非透空式治理之后，侧向发射的声呐波束首先遇到管线及其下方支撑的砂袋，形成较强反射，其反射时程最短，最先在声呐图谱上成像；同时，管线及其下方支撑的砂袋本身会遮挡一定宽度范围的声呐波束穿过，形成“声学阴影区”，其反射时程较长，反映到声呐图谱上，就是在管线与砂袋强反射外侧成像。如此，悬空治理之后管线形成的声呐图谱由近及远依次为：管线和砂袋的强反射、“声学阴影区”空白反射（图１ｂ）。当采用水下短桩支撑等透空式方法治理时，在水下短桩处会产生图１ｂ所示的波束路径和声呐图谱，而两管线桩之间区域的反射特征相当于管线悬空时的探测结果（图１ａ）。二、国内外现状 1.国外侧扫声呐技术现状。近年来，随着计算机处理技术的快速发展和应用，有效的推进了侧扫声呐探测技术的发展，出现了一系列以数字化处理技术为基础设计的数字化侧扫声呐设备，进而使得侧扫声呐技术发展达到了一个全新的台阶，图3是常见的侧扫声呐换能器拖体。符合特定探测深度和精度的侧扫系统正在不断的被研发出来。美国Klein公司近年研发的Klein5000系列深海多波束侧扫声呐系统，采用波束控制和与数字动态聚焦技术，在拖鱼每一则同时生成数个相邻的

C3d侧扫声纳综述

C3d侧扫声纳综述一：C3d侧扫声纳的简介 ?它是能成功地制作了一种融合高清晰度侧扫声呐图像和高精度测深数据而生成精确的海床地形、地貌的声呐系统(简称侧扫声呐C3D成像系统)。该系统集侧扫声呐和多波束测深系统优点于一体，既可得到高清晰的图像数据、又可取得高精度的测深数据，而且测量幅度宽探测效率高。干涉声呐一般使用二个水听器，随着测量范围的增大，相位差测角的精度降低，导致测深精度降低。虽增大水听器间隔可改善远程测深精度。但是，当水听器间隔超过波长的一半时，会出现相位多值性问题。此外，干涉声呐不能求出同时来自多个目标的回波方向，如图所示的海底和垂直壁面的回波方向。侧扫声呐C3D成像系统，与干涉声呐不同，使用６单元水听器阵列，利用CAATI专利技术，从６个接受信号的相位和振幅计算出多个（最多5个）同时到来的回波方向。该系统在这方面个好地解决相关问题

二：侧扫声纳工作的原理 1、侧扫声纳是水下搜索、水下考察等一项重要的有力的工具，它能不受水体可见度的影响而快速覆盖大面积水域“看”到水下情况。每边旁扫通过向水底发射声纳，反射后被拖鱼接收形成声纳影象来发现水下物体。接收到的信号通过拖缆传到甲板上的显示单元。[2] 2、显示单元显示的是高分辨率的海底或湖底或河底或位于底部其他物体的声纳影像。声纳的声波是通过安装在两边的拖鱼发射并接收的。换能器的分辨率决定于发射声波的频率。 3、旁扫是以较低的频率来得到较大的扫描范围，但是精度要低。高频系统可以得到较高的精度，但是扫描范围较小。双频旁扫同时拥有高频和低频换能器，这样可以得到较大范围同时分辨率较高的图像。 4，侧扫声纳左右各安装一条换能器线阵,首先发射一短促的声脉冲,声波按球面波方式向外传播,碰到海底或水中物体会产生散射,其中的反向散射波(也叫回波)会按原传播路线返回换能器被换能器接收,经换能器转换成一系列电脉冲.

侧扫声呐系统技术规格及要求

侧扫声呐系统技术规格及要求一、主要技术要求和指标： 1侧扫声呐系统硬件（1套） 1.1侧扫声呐成像显示系统侧扫声呐系统需具备水下声呐3D成像功能，能够获取水下地形的高清视图，能够直观的显示声呐成像数据和3D成像数据，并能够切换原始成像数据和3D成像视图。侧扫声呐系统支持历史数据回放及声呐成像数据导出。 1.2水下声波发射和接收换能器水下声波发射和接收换能器能够向两侧和底部发送宽角度声波波束，采集成像深度大于60米，测深深度大于250米。 1.3声呐信号示波器侧扫声呐系统需具备NMEA0183接口及NMEA2000接口，能够对声呐数据原始数据进行采集，最大采样率1GSa/s。 2声呐数据管理软件（1套）能够将声呐成像数据从声呐成像显示系统中导出，包括导出水下声呐3D成像数据和平面成像数据。二、项目实施要求 1项目实施周期要求中标方需在合同签订后60日内，完成设备采购、安装、调试，并且配合完成所有“侧扫声呐系统”的联合安装调试。 2项目实施工作要求 2.1供货中标人须在不迟于合同签订后的60个工作日内完成所有招标设备到指定地点的供货。投标人应确保其技术建议以及所提供的设备的完整性、实用性，保证系统及时投入正常运行。本技术规格书所规定的技术细节是对设计方案的建议，卖方应该保证最终的效果达到规格书上的主要技术要求和指标，若出现因投标人提供的设备不满足要求、不合理，或者其所提供的技术支持和服务不全面，而导致系统无法实现或不能完全实现的状况，达不到规格书规定技术指标时，投标人负相应责任。

2.2安装调试中标单位必须提供安装、配线以及测试和调整，施工过程由专业的调试人员进行安装、检测和排除故障。 2.3验收设备到货后，用户单位与中标单位共同配合有关部门对所有设备进行开箱检查，出现损坏、数量不全或产品不符等问题时，由中标单位负责解决。根据标书要求对本次所有采购设备的型号、规格、数量、外型、外观、包装及资料、文件（如装箱单、保修单、随箱介质等）进行验收。设备安装完成，由中标单位制定测试方案并经用户确认后，对产品的性能和配置进行测试检查，并形成测试报告，包括负载测试。 2.4验收内容及标准侧扫声呐系统需具备水下声呐3D成像功能，能够获取水下地形的高清视图，能够直观的显示声呐成像数据和3D成像数据，并能够切换原始成像数据和3D成像视图。侧扫声呐系统支持历史数据回放及声呐成像数据导出。水下声波发射和接收换能器能够向两侧和底部发送宽角度声波波束，采集成像深度大于60米，测深深度大于250米。侧扫声呐系统需具备NMEA0183接口及NMEA2000接口，能够对声呐数据原始数据进行采集，最大采样率1GSa/s。声呐数据管理软件能够将声呐成像数据从声呐成像显示系统中导出，包括导出水下声呐3D成像数据和平面成像数据。三、付款条件：货到付款。四、售后服务要求在保修期内，如有产品故障问题，投标方需免费提供上门协助服务。在保修期结束前，需由投标方工程师和用户代表进行一次全面检查，任何缺陷必须由投标方负责修理，在修理后，投标方应将缺陷原因、修理内容、完成修理及恢复正常的时间和日期等报告给用户。免费维护期满后，投标方必须继续提供7*24应急响应，费用另行协商。

一种侧扫声纳图像的无缝拼接方法

一种侧扫声纳图像的无缝拼接方法发表时间：2019-07-30T16:14:56.560Z 来源：《防护工程》2019年8期作者：胡鑫玉程彬彬徐从营[导读] 本文以某湖泊实测的侧扫声纳数据为例，研究侧扫声纳图像的无缝拼接方法，对其中的关键步骤进行详细的阐述。中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所湖北宜昌 443003 摘要：本文以某湖泊实测的侧扫声纳数据为例，研究侧扫声纳图像的无缝拼接方法，对其中的关键步骤进行详细的阐述。本文先对图像进行校正，通过研究地理编码的拼接方法，提出基于共视地形的图像拼接处理，生成了大区域、无缝拼接的侧扫声纳图像。实验验证了该方法的有效性和可行性，实验结果较理想。关键词：侧扫声纳系统；无缝拼接；图像校正；地理编码；共视地形 1 引言高分辨率声纳图像对水底地形构建、水下小目标探测及底质判别都有着重要作用，受尺寸影响，多波束图像分辨率有限，而侧扫声纳就以其高精度、高效率、高分辨率的特点成为获取水下图像的主要设备。为获得水下大范围地形地貌，需要对侧扫声纳图像进行拼接和镶嵌。原始侧扫声纳瀑布图按时间序列堆叠，没有结合地理信息；由于航行器姿态、风浪、海流等因素影响，侧扫声纳记录位置信息时存在一定误差；声波强度随距离加大产生的扩展损失和吸收损失使图像存在灰度畸变；而受航速和航向变化的影响，图像也存在几何畸变，给图像的无缝拼接带来困难。 2 声纳图像拼接流程侧扫声纳图像的无缝拼接主要分为以下步骤：①原始数据的读取：提取出原始数据和辅助信息；②斜距改正：利用高度信息消除由于声波波束倾斜造成的数据横移，削弱图像横向畸变；③图像增强：调整机器自动增益后的灰度不均衡；④航速校正：消除由于航行体速度变化引起的图像纵向畸变；⑤地理编码与重采样：将瀑布图映射到具有地理信息的图像中；⑥图像拼接：将多条侧扫条带图像拼接成大比例高精度的图像。 3 研究方法 3.1 侧扫声纳数据读取本文利用Edgetech公司的侧扫声纳扫测某湖泊，对原始数据进行处理。通过检测文本文件头，得到数据类型和有效数据长度，对文件头后的数据及侧扫声纳回波强度信息进行提取，得到原始数据和辅助信息（包含航行体的位置、姿态、速度和时间等）。 3.2 斜距改正其中，代表采样点到声呐的平面距离，为可调参数。

侧扫声纳

侧扫声纳技术。侧扫声纳技术起源于20 世纪50 年代末,现在已成为广泛应用的海底成像技术。自60 年代英国海洋研究所推出第一个实用型侧扫声纳系统以来,各种类型的侧扫声纳系统(魏建江等, 1997 ; Flemming , 1982 ; Asplin et al. , 1998 ; Klein , 1985 ; Reedl et al. , 1989) 纷纷问世。侧扫声纳技术运用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底形态,侧扫声呐技术能直观地提供海底形态的声成像,在海底测绘、海底地质勘测、海底工程施工、海底障碍物和沉积物的探测,以及海底矿产勘测等方面得到广泛应用。根据声学探头安装位置的不同,侧扫声纳可以分为船载和拖体两类。船载型声学换能器安装在船体的两侧,该类侧扫声纳工作频率一般较低(10 kHz 以下),扫幅较宽。探头安装在拖体内的侧扫声纳系统根据拖体距海底的高度还可分为两种:离海面较近的高位拖曳型和离海底较近的深拖型。高位拖曳型侧扫系统的拖体在水下100 m 左右拖曳,能够提供侧扫图像和测深数据,航速较快(8 kn) 。多数拖体式侧扫声呐系统为深拖型,拖体距离海底仅有数十米,位置较低,航速较低,但获取的侧扫声纳图像质量较高,侧扫图像甚至可分辨出十几厘米的管线和体积很小的油桶等,最近有些深拖型侧扫声纳系统也开始具备高航速的作业能力,10 kn 航速下依然能获得高清晰度的海底侧扫图像。现在的侧扫声纳技术有两个缺点,首先它的横向分辨率取决于声纳阵的水平角宽,分辨率随距离的增加而线性增大,其次它给不出海底的准确深度。当前只有两种声纳可做海底三维成像,即等深线成像和反向散射声成像,前一种是多波束测深声纳(如Multi -beam Sonar System) ,后一种是测深侧扫声纳。总体说来,前者适宜于安装在船上做大面积测量,后者适宜于安装在各类水下载体上,包括拖体、水下机器人(AUV) 、遥控潜水器( ROV ) 和载人潜水器(HUV) ,进行细致的测量。侧扫声成像技术是一种重要的声成像技术。声纳线阵向左右两侧发射扇型波束,在水平面内波束角宽比较窄,一般1～2°,垂直平面内的波束角宽比较宽, 一般为40 ～60°。海底反向散射信号依时间的先后被声纳阵接收。有目标时信号较强,目标后面声波难以到达, 产生影区。声纳阵随水下载体不断前进,在前进过程中声纳不断发射,不断接收,记录逐行排列,构成声像,这就是目前在海底探测中广泛使用的侧扫声纳的声成像,称为二维声成像,它给不出海底的高度。这种声像只能由目标影子长度等参数估计目标的高度,精度不高。在水下载体每侧布设两个以上的平行线阵,估计平行线阵间的相位差以获得海底的高度,称之为海底的三维声成像。一般的三维声成像是以付氏变换为基础的,它的分辨率比较低,不能区分从不同方向同时到达的回波。测深侧扫声纳技术经历了三个发展阶段,第一阶段的技术为声干涉技术,它的分辨率低;第二阶段的技术为差动相位技术,它的分辨率高,但只能同时测量一个目标,因此不能测量复杂的海底,不能在出现多途信号的情况下工作;第三阶段的技术即为高分辨率三维声成像技术,应用子空间拟合法,它的分辨率高,能同时测量多个目标,可以在复杂的海底和多途信号严重的情况下工作,并能同时获得信号的幅度和相位。侧扫声纳技术进一步发展的方向有两个,一个是发展测深侧扫声纳技术,它可以在获得海底形态的同时获得海底的深度;另一个是发展合成孔径声纳技术,它的横向分辨率理论上等于声纳阵物理长度的一半,不随距离的增加而增大。

侧扫声呐原理及识图

侧扫声呐基本原理及识图

目录 1.侧扫声呐基本原理和概念 (1) 1.1.侧扫声呐 (1) 1.2.侧扫声呐相关概念 (1) 2.侧扫声呐主要参数指标概念 (1) 2.1.侧扫声呐 (1) 2.2.侧扫声呐测量 (2) 2.3.水平波束角 (2) 2.4.垂直波束角 (2) 2.5.纵向分辨率 (2) 2.6.横向分辨率 (2) 2.7.最大斜距 (2) 2.8.声源级 (2) 2.9.增益 (3) https://www.360docs.net/doc/299666754.html,G (3) 2.11.扩展损失 (3) 2.12.吸收损失 (3) 3.侧扫声呐重点指标及特性 (3) 3.1.波束角 (3) 3.2.脉冲长度 (4) 3.3.距离相关术语 (4) 3.4.侧扫声呐图像 (5) 3.5.基本识图 (7) 4.实例识图 (9) 4.1.水下地貌 (9) 4.1.1.沙纹 (9) 4.1.2.海底基岩、岩石 (11) 4.1.3.锚沟 (13) 4.1.4.珊瑚礁 (15) 4.2.水下目标 (16) 4.2.1.桥墩 (16) 4.2.2.锚绳 (16) 4.2.3.三脚架 (17)

4.2.4.脚手架 (17) 4.2.5.铺排 (18) 4.2.6.沉船 (19) 4.2.7.抛石 (21) 4.2.8.人工鱼礁 (23) 4.2.9.管线 (24) 4.2.10.轮胎 (26) 4.2.11.人体 (27) 4.2.12.水下桩体 (28) 4.2.13.飞机残骸 (29) 4.2.14.自行车 (31)

1.侧扫声呐基本原理和概念 1.1.侧扫声呐侧扫声呐是通过向侧方发射声波来探知水体、海面、海底（包括上部地层）声学结构和物质性质的仪器设备。如上图，黄色圆圈位置代表侧扫声呐设备，它在向一侧发生声波后，不管是水面、水中的物体还是水底的地物都会将声波返回并接收和探测到。 1.2.侧扫声呐相关概念 2.侧扫声呐主要参数指标概念 2.1.侧扫声呐采用声学换能器发射与航向正交的声波，对海底或水底进行扫描，接收海底回波信号，获得海底声学影像的一种主动声呐。

侧扫声呐技术规格书(评标综合评分稿)

侧扫声呐技术规格书标注“★”号的规格要求或参数为关键技术指标，如不满足将导致投标文件被拒绝。标注“☆”号的规格要求或参数为重要技术指标，如不满足将逐项扣分。未标注符号的规格要求或参数为一般技术指标，如不满足将累积扣分。一、主要技术参数： ★1）工作频率：低频：100~300KHZ；高频：400~600KHZ； ★2）工作模式：支持CHIRP技术和同步双频工作模式 ★3）扫测量程（单侧）：≥300米@低频 ☆4）水波束角：≤1.0° ★5）工作水深：≥300米 ☆6）最小物标分辨率：0.5×0.5×0.5米 ☆7）波束数：支持多波束、多脉冲或多PING ☆8）安装方式：拖曳 ☆9）拖鱼材质：316L不锈钢或钛合金 ☆10）工作航速：≥8节 11）输入电源：24VDC或100~230VAC； 12）工作环境温度：-25°C到45°C

☆13）内置姿态传感器精度：航向精度及分辨率：≤±1.0°；0.1° 横摇精度及分辨率：≤±0.3°；0.1° 纵摇精度及分辨率：≤±0.3°；0.1° 14）声呐数据采集和后处理软件 15）数据采集和后处理工作站配置不低于以下要求：专业图形工作站；2.4GHz 8 核Intel Core i9 处理器；16GB DDR4 RAM ；AMD Radeon Pro 5500M 图形处理器(配备8GB GDDR6 显存)；2TB 固态硬盘；屏幕分辨率不低于3072 x 1920 (226 ppi)；64位WIN10专业版。二．设备配置清单

三. 售后服务 1、提供齐全的技术资料，包括详细使用说明、安装使用手册等。 2、不少于3天的技术培训（不包含设备调试和验收）。 3、保修1年；保期内，除人为因素损坏外，全部免费维修。 4、设备出现故障后，供应商24小时内给出初步技术判断；如有必要，供应商工程师在48小时抵达用户现场进行维修。 5、保修期内如设备发生故障需返厂维修，供应商需提供同等精度的备用设备供用户使用。