海底探测技术重点
人类探索深海的技术手段和现状

人类探索深海的技术手段和现状在人类探索宇宙、登陆月球、探寻地球外生命的宏大目标面前,虽然深海探索相比之下可能显得“渺小”,但是深海是我们从未能完全探索过的地方,未知的奥秘和资源等待着我们去发掘。
深海也是我们生态系统的一部分,更好地了解它,有助于我们更好地理解和保护自然环境。
因此,深海探索一直是人类科学和技术的领域之一,进展和现状也备受关注。
一、深海的常规探测手段探测海洋的传统方法是借助声波来探测海洋底部。
靠近海底的声波会被底部反射回来,通过声波反射的反应时间,可以推算出海底的线条。
这种深海探测技术称为声纳系统技术,是20世纪50年代的一项较早技术。
另一种常规深海探测手段是海底钻探技术。
海底钻探是向深海底部钻取代表岩石和海洋物质的结核来进行地质研究。
海底环境复杂,进行海底钻探需要高端技术,目前仍处于比较落后的状态。
这些常规的深海探测技术已经取得了很多有益的成果,但是由于深海环境的特殊性,它们越来越显得力不从心。
二、深海无人探测器技术为了更好地探测深海,克服深海环境的困难,人类开始使用深海无人探测器技术。
深海无人探测器是指在深海自主工作的一种无人船或航标,既能完成自身的运动、定位和控制,又能实现深海观测或工作。
深海无人探测器技术是一项前沿技术,需要克服很多技术难题,如通讯、能源供应、在线控制等。
这些难题已经在不断攻克和进步。
三、深海水下机器人技术深海水下机器人是一种具有水下动力装置和操作部件的高科技装备,在深海作业和探测方面发挥重要作用。
深海水下机器人可以进行深海分布、深海采矿、深海艇巡游、复杂的深海物探等等。
近年来,随着软件、电机、制造等技术的进步,深海水下机器人技术得到了迅速发展。
深海水下机器人爆发不只在数量上,更在功能上未来的发展前景十分广阔。
深海机器人不会被水压影响,不会感到困惑和昏迷,在深海中能够精准的完成各种任务。
在物资方面,深海机器人与常规机械相比也能更好的适用于深海环境。
四、深海的未来作为人类探索的领域之一,深海探索已经取得了很多有益的成果,对于对于气候、环境、生态等方面的科学研究和探索都起到了决定性的作用。
海底地形测量的原理与方法

海底地形测量的原理与方法海底地形测量是一项重要的海洋探测技术,它能够揭示海洋中的各种地形特征,如山脉、峡谷、海洋深渊等,为海洋科学研究和海洋资源开发提供了重要的数据支持。
本文将介绍海底地形测量的原理与方法。
一、海底地形测量原理1.声学原理声学原理是目前海洋地形测量中最普遍的方法,它利用声波在水中传播的特性进行测量。
声波在水中传播速度很快,而且能穿过深海底部的沉积物,因此是一种理想的测量手段。
声学原理中常用的方法是通过声纳向下发射声波,当声波碰到海底时会产生回波。
根据回波的时间、强度和形状等信息,可以推测出海底地形特征。
此方法通常被称为单光束测量技术。
2.重力原理重力原理是一种通过测量重力场变化来探测海底地形的技术。
这个方法的原理是把被测区域看成一个由若干小区域组成的密度不均匀的介质,通过测量海水质量和密度变化来推测海底地形特征。
该方法的主要优点是只需要在船上进行操作,无需特殊设备。
但是,由于测量范围受限制,该方法只能用于较小的海区,且精度有限。
二、海底地形测量方法1.单光束测量技术单光束测量技术是目前最常用的海底地形测量方法. 单光束测量技术即通过单个声纳向下发射一束声波,声波在水中传播到海底,然后产生回波。
这些回波被接收并解析以推测出海底地形特征。
该方法测量精度有限,误差通常在几米至几百米之间,测量速度较快,数据处理相对简单。
但是,由于单光束声纳测量范围比较窄,其覆盖范围相对较小,不能对整个海域进行测量.2.多光束测量技术多光束测量技术是一种利用多个声纳发射声波来测量海底地形的方法。
多光束声纳向下同时发射多束声波,利用回波测量海洋中点的深度和形态。
不同于单光束声纳,多光束声纳可在船舶行驶时获得更宽的海底数据,使其能够以更高的精度和可靠性获取更广阔的海底数据。
和单光束测量技术相比,多光束测量技术覆盖面广,精度较高。
在海底地形测量中,有些海域中存在复杂的地形特征,如悬崖、峡谷等,单光束测量技术难以精确掌握,但多光束测量技术能够解决这些问题,并在船舶行驶时获得更宽广的海底数据,使利用回波测量海洋中点的深度和形态。
海底地形测量的关键技术与方法

海底地形测量的关键技术与方法海底地形测量是一项对海洋科学和海洋工程领域至关重要的任务。
准确测量海底地形的关键技术和方法无疑对于海洋研究和资源开发具有重要意义。
本文将探讨几种重要的海底地形测量技术和方法。
1.声纳测深技术声纳测深技术是最常用的海底地形测量技术之一。
它利用声纳波束在水下传播的原理来获得海底地形的信息。
测深仪通过发送声波信号,根据声波信号的往返时间来计算海底的深度。
这种技术不仅可以精确测量海底的深度,还可以获取地形特征如海底峡谷、山脉等的描述。
声纳测深技术的主要优点是非侵入性,且适用于大范围的海域。
然而,由于声波的传播速度受到多种因素的影响,如水温、盐度和压力等,因此在进行声纳测深时需要进行校正和补偿。
2.多波束测深技术多波束测深技术是声纳测深技术的一种改进方法。
该技术利用多个声波发射器和接收器,并通过计算声波波束的散射点来推断海底地形。
相比传统的单波束测深技术,多波束测深技术能够提供更加精确和详细的海底地形信息。
多波束测深技术的应用领域广泛,包括海洋测绘、海底管道敷设和海底地质研究等。
然而,在复杂的海底地形条件下,多波束测深技术的应用可能存在一定的局限性。
3.定位技术准确的位置信息对于海底地形测量也是至关重要的。
全球定位系统(GPS)和LORAN(低频无线导航系统)是两种常用的海底定位技术。
GPS通过卫星定位技术精确测量探测器的位置,从而提供准确的海底地形测量数据。
而LORAN则利用地面和海底基站之间的时间延迟来确定探测器的位置。
这些定位技术可以与声纳测深技术结合使用,以提供更加准确和可靠的海底地形数据。
4.激光扫描技术激光扫描技术是一种近年来得到广泛应用的海底地形测量技术。
这种技术利用激光束测量海底地形的高程信息。
激光扫描技术具有高精度、高分辨率和高效率的特点,可以获取精确的海底地形数据。
通过激光扫描技术,可以获取海底地形的地形线图和三维模型,为海洋研究和工程提供重要参考。
然而,激光扫描技术在应用中需要考虑光线在海水中的传播和散射问题,因此在复杂的海底环境中可能存在一定的挑战。
深海底地质探测技术研究进展

深海底地质探测技术研究进展深海底地质探测技术是一项关键的研究领域,它对于揭示地球内部结构、寻找能源资源、研究地质灾害等具有重要意义。
随着科技的不断进步,深海底地质探测技术也在不断发展和创新。
本文将对当前深海底地质探测技术的研究进展进行概述。
一、声波探测技术声波探测技术是深海底地质探测中最常用的技术之一。
它利用声波在水中的传播特性来获取海底地质信息。
通过声纳设备发射声波,通过接收到声波的回波来分析海底地貌特征。
声波探测技术具有探测范围广、分辨率高、适应性强等优点,在深海地质探测中应用广泛。
二、地下岩石物理探测技术地下岩石物理探测技术是一种基于地壳中岩石的物理性质来判断地下结构的探测方法。
这种技术能够通过测量地壳中的地震波、电磁波等信号来获得地下岩石的信息,从而揭示地下构造。
地下岩石物理探测技术可以较为准确地分析地壳运动、构造与变化等信息,对于深海地质探测提供了重要的参考依据。
三、高分辨率测量技术高分辨率测量技术是指利用高精度、高频率的测量设备对深海底地质进行精细测量的技术。
这种技术可以获取海底地表的微小变化,如地形起伏、溢流沉积物等,并能对海底地质结构进行三维重建。
高分辨率测量技术具有高精度、高灵敏度的特点,能够提供详细而准确的海底地质信息。
四、探测设备无人化技术随着人工智能和自动化技术的发展,深海底地质探测设备也逐渐实现无人化探测。
无人潜水器、自主浮标和自主水下航行器等自主探测设备的使用,使得深海底地质探测可以在无人操作的情况下进行。
这一技术的发展不仅提高了探测效率,还有效降低了探测成本,并且避免了人员的危险。
五、遥感技术遥感技术是指利用卫星、飞机等遥感平台获取地球表面和大气等信息的探测方法。
在深海底地质探测中,遥感技术可以利用卫星影像来获取海底地貌和地形数据,为深海底地质研究提供直观而全面的信息。
遥感技术的远距离和高效率的特点使得它成为深海地质探测中一种重要的手段。
六、海洋观测技术海洋观测技术是指通过在海洋中设置浮标、测量站、定位设备等数据采集设备,实时获取海洋环境信息的技术方法。
国内外海底探测技术调查报告

国内外海底探测技术调查报告一、引言海底探测技术是指利用各种设备和技术手段,对海底地形、地质构造、海底资源、海洋生物等进行调查和研究的方法。
随着科技的发展,海底探测技术在海洋科学、海洋资源开发利用等领域发挥着越来越重要的作用。
本报告将对国内外的海底探测技术进行调查和总结。
二、国内海底探测技术1.声波探测技术声波探测技术是利用声波在水中的传播特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射声波信号,利用声纳设备接收回波信号,可以获取海底地形、海底构造、海底资源等信息。
这种技术在浅海区域应用较广,但由于海洋环境复杂,对声纳设备和处理算法的要求较高。
2.电磁探测技术电磁探测技术是利用电磁波在水中的传播和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射电磁波信号,利用接收器接收解释波信号,可以获取海底地质、海床沉积物、海洋资源等信息。
电磁探测技术在海洋勘探、海洋生态环境监测等方面应用广泛。
3.激光探测技术激光探测技术是利用激光束在水中的散射和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射激光束,利用接收器接收散射和反射的激光信号,可以获取海底地形、海底构造等信息。
激光探测技术在海底地貌测绘、水下遥感等方面具有较大应用潜力。
三、国外海底探测技术1.声学测量技术声学测量技术是利用声波在水中的传播和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射声波信号,利用接收器接收回波信号,可以获取海底地形、地质构造、海底生物等信息。
国外在声学测量技术方面较为成熟,已经实现了深海地形调查和水下文化遗产的发掘。
2.多波束测深技术多波束测深技术是利用多个声波发射器和接收器进行海底测深的一种技术手段。
通过同时发射多个声波信号,利用接收多个波束的回波信号,可以获取多个方向的海底地形信息。
这种技术在测绘海底地形和构造方面具有较高的准确性和分辨率。
3.地磁探测技术地磁探测技术是利用地球磁场的变化特性进行海底探测的一种技术手段。
通过在海底放置地磁传感器进行观测,可以获取海底地质构造和资源信息。
海洋探测技术

海洋探测技术人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史,而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。
现代海洋探测着重于海洋资源的应用和开发,探测食油资源的储量、分布和利用前景,监测海洋环境的变化过程及其规律。
在海洋探测技术中,包括在海洋表面进行调查的科学考察船、自动浮标站,在水下进行探测的各种潜水器,以及在空中进行监测的飞机、卫星等。
科学考察船建造专用科学调查船始于1872年的英国“挑战者”号。
该船长226英尺,排水量2300 t,使用风力和蒸汽作为动力。
从1872年起,历经4年时间环绕航行,观测资料包括洋流、水温、天气、海水成分,发现了4700多种海洋生物,并首次从太平洋上捞取了锰结核。
1888~1920年,美国的“信天翁”号探测船测东太平洋。
1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测量海洋深度,校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底地形图。
据统计,70年代初全世界总共有科学考察船800多艘,10年后增加到1600艘,其中美国300多艘原苏联200多艘,日本180多艘。
日本海洋科学技术中心最近宣布,它们研制的无人驾驶深海巡航探测器"浦岛”号,在30 0 0米深的海洋中行驶了3518米,创造了世界记录。
"浦岛"号全长9.7米、宽1.3 米、高1.5米、重7.5吨,水中行驶速度为4节,巡航速度为3节,最大潜水深度是3 5 0 0米,是这家海洋研究机构的主要设备之一。
"浦岛”号上安装着高精度的导航装置及观测仪器,使用锂电池作动力。
这艘无人驾驶的深海探测器,使用无线通信手段向海面停泊的母船"横须贺"号上传送了用水中摄像机拍摄的深海彩色图像。
日本海洋科学技术中心认为,这一装置在世界上居领先地位。
以这次航行试验成功为基础,海洋科学技术中心还计划开发性能更高的无人驾驶深海探测器,并且使用燃料电池作动力源。
海洋科学调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任,是利用和开发海洋资源的先锋。
海洋水下探测技术研究及应用

海洋水下探测技术研究及应用海洋是地球最神秘的地方之一,占据地球表面近三分之一的面积,拥有着无数的物种和资源。
然而,对于海洋深处的探测技术一直是人类探索海洋奥秘的重要工具。
海洋水下探测技术是一项新兴技术,为海洋的开发、利用及保护提供了重要的支持和保障。
本文将从技术、应用领域等多个方面,介绍海洋水下探测技术的现状及发展趋势。
一、海洋水下探测技术的概述1.激光探测技术激光探测技术是一种高精度、高分辨率的探测技术,利用激光器产生的强光束照射瞬时得到物体的三维结构,使用这样的技术可以对深海测绘和水下物体货船船体损伤等方面进行探测。
2.声波探测技术声波探测技术是一种已经广泛使用的海洋水下探测技术,它的原理是利用声波在水中的传播,控制声波信号的频率和波形,可以通过对反射、散射等相应现象的探测对海水下环境进行测量和判断。
这种技术的优点是成本低,实时性好,适用于各种地形,可以实现实时测量、追踪和观察深海动态环境。
3.电磁探测技术电磁探测技术是通过电磁波在水中或水下浅层的传播和反射,对海底和水下物体进行测量和判定。
该技术具有高灵敏度、高信噪比和高保密性等特点,可以实现远距离、高速测量,并可应用于水下导航和目标追踪等方面。
二、海洋水下探测技术的应用领域1.海底地质探测海洋水下探测技术在海洋地质探测方面有广泛的应用,可以对海洋地壳质量、构造和生物地球化学过程等多个方面进行研究。
海底地下资源储量探测,主要是以声学方法为主,比如利用声波激发和接收海底地震波,从而探测到海底地下构造。
通过分析和比对这些信息,找出潜在的海上矿产资源。
2.海洋环境监测海洋水下探测技术可以用于海洋环境监测、海洋生物活动与生态系统等多个方面的研究。
海洋环境监测的主要目的是提高海洋资源的利用效益和有效保护海洋生态环境,为此需要探测海底温度、盐度、氧含量、海流测量等指标,以便及时掌握海洋环境的变化,制定合适的环境管理策略。
3.海洋安全保障海洋水下探测技术在海洋安全保障方面也有着广泛的应用。
海洋海底地震勘探技术

海洋海底地震勘探技术一、引言海洋地震勘探技术是指利用声波、电磁波等物理手段进行海洋海底地质、地形的勘探。
随着科学技术的不断发展,海洋地震勘探技术在海洋国防、海洋资源开发利用、海洋环境保护等方面发挥着越来越重要的作用。
本文将从测深、声纳、地震探测、岩心采样、多波束扫描成像等方面介绍海洋地震勘探技术的发展及其应用。
二、测深技术测深技术是指利用声波测定海洋的水深。
它是海洋地震勘探中最基本、最常用的测量方法。
测深的主要手段有声学测深和卫星测深。
1. 声学测深声学测深是利用声波测定水深的方法,可以测定海底形态,确定水深,为后续的海洋地震勘探提供基本条件。
2. 卫星测深卫星测深是利用卫星高度测定海平面高度和海底地形的方法。
卫星测深主要利用雷达高度计进行测量,可以得到全球海岸线和河口密度分布。
三、声纳技术声纳是海洋地震勘探中最重要的仪器之一,常用于测定海底地貌、水体速度分布和海洋环境等参数的测量。
目前,声纳技术主要有单波束和多波束两种。
1. 单波束声纳技术单波束声纳技术是指通过一个声学波束对目标进行扫描、接收反射信号并实现成像。
它的主要用途包括测量海底深度、地形、地貌和地下构造等。
2. 多波束声纳技术多波束声纳技术是指同时对多个方向进行声学波束发射和接收,从而实现海底的分区域探测。
它可用于检测复杂的海底地貌和地下结构,具有成像效果更加清晰、更详细的优点。
四、地震探测技术地震勘探技术是指利用地震波来探测地球内部结构和矿产资源等,它是一种高效的海洋地质勘探方法。
在海洋地震勘探中,可以利用声波,甚至地震震源发射的冲击波来进行地震探测。
1. 重力法地震探测技术重力法地震探测技术是一种基于质量引力的探测方法,利用重力变化分析来判断沉积地层厚度、海底地形等地质信息。
重力法对大地形影响较弱,测量精度较高,而且数据可靠。
2. 电磁法地震探测技术电磁法地震探测技术利用地下矿产物的电性差异,运用电磁波在海底进行传递,探测法影响电学参数的变化。
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1、平均海平面:一段时间里水位高度观测结果平均值的平静的理想海面,为水深0米的基面。
大地水准面:与平均海水面相合的特殊重力等位面。
可被想象成延伸至陆地且在任何地方皆与重力线方向垂直。
深度基准面:又称为高程基准面。
是地面点高程或海底点水深的统一起算面,通常以大地水准面作为高程基准面。
对于一个国家来说,一般根据一个验潮站的潮汐资料所求得的平均海水面作为国家高程基准面。
我国是使用青岛验潮站多年潮汐资料推求的平均海水面,作为中国高程基准面。
优点是:陆地——近岸,测绘基面统一,测绘图中。
地形相对高差与真实地形一致。
缺点是:实际水深受潮汐、风浪等因素的影响,图示水深仅能作为航船参考使用。
理论深度基准面:为适应航海的需要,用于海图的深度基准面,是当地的理论最低潮面,短周期平均海平面。
比国家高程基准低约2.4米。
缺点:不能真实地反映地形高差;无法与陆地地形衔接85国家高程基准:根据青岛验潮站1952年-1979年(28年)间19年的潮汐资料推求的平均海水面,作为新的中国高程基准面。
水准原点高程:72.260米海洋地质调查:海洋地貌、海洋沉积和海底构造调查的统称海洋调查技术分类:海上定位、表层取样和柱状取样、海底钻探,水下电视和摄影、深潜装置观测,测深、旁侧声纳扫描、浅地层剖面测量,海洋重磁测量、海洋地震电缆测量和海底地热流测量等海洋调查平台的种类:调查船、AUV、ROV、浮标、潜标地质调查(geological survey)泛指一切以地质现象(岩石、地层、构造、矿产、水文地质、地貌等)为对象,以地质学及其相关科学为指导,以观察研究为基础的调查工作。
海底地质调查底质取样技术:海底表层取样、海底浅表取样、海底钻探取样原位测试技术:从获取的方式来看,包括重力测量、地热测量、放射性测量海底监测技术海底探测技术:重力测量、磁力测量、电法勘探、地震勘探(海底声学探测)、地热测量、放射性测量地震勘探技术:利用机械波在介质中传播性质的变化(速度、方向、强度)探知介质结构和性质的方法声波勘探技术:利用声波在介质中传播性质的变化(速度、方向、强度)探知介质结构和性质的方法反射系数:反射波振幅与入射波振幅的比值,R>0 ---介质2的声阻抗>介质1的声阻抗入射波与反射波的相位相同R<0 ---介质2的声阻抗<介质1的声阻抗入射波与反射波的相位相反声波的扩散反射:22112211Ar RAiV V RV Vρρρρ=-=+介质的声阻抗:机械波在介质中传播时,运动着的介质质点产生单位速度所需的 扰动力,其反映了介质对动量传递的抵抗能力。
波的吸收现象:声波在传播过程中,震动能量转化为热能被介质吸收的现象。
在同一均匀介质中传播的波,每一波长被吸收的能量为一常数。
在相同地质条件下,频率越低的波波能被吸收的较少。
时距曲线:在反射波法中,反射波的传播时间t 与观测点到震源之间距离x (偏移距)的关系曲线。
时距方程: 1221()4t x h x V =+h 表示介质的垂直厚度,x 表示接受器距离震源的水平距离震源及类型及特点震源:能发出探测所需信号的装置。
(1)、压电换能器:原理——根据某些矿物晶体(锆钛酸铝、陶瓷、石英等)具有压电效应 体积小——携带方便,便于组合;频率高——2kHz 以上、分辩率高;缺点:能量小,穿透小——几十焦耳,产生的声能较小探测地层的深度(一般30m 以浅)。
解决方法:换能器组合——增大发射能量;降低发射频率——差频技术(参量阵)(2)电磁脉冲震源:原理——电磁效应,具体是脉冲电流通过处于磁场中的线圈时,将使作为线圈负荷的金属板产生相对位移,从而引起周围介质产生振荡而成为震源。
特点体积相对较小,但不易组合;产生的声波频率范围大——几百Hz -几千Hz ;能量小——最大几百焦耳,穿透深度100米以内。
(3)电火花震源:原理——高压放电,即利用高压电在水中放电,导致电极周围水体在极短时间里分解成气体,产生脉冲振动。
特点:体积小,便于组合;声波频率范围大——几十Hz -几十千Hz ;能量相对较大-可达几万焦耳,探测深度可达1000米;缺点——电极需经常更换(4)气枪震源:原理——压缩空气(或其它气体)在水中瞬间释放,形成气泡,产生振动。
特点:体积大,可多枪组合;频率低——几十Hz -几百Hz ;能量大 ——由压缩气体的体积决定,探测深度可达10000米。
(5)、其它震源:水枪震源、蒸汽枪震源、组合枪震源、炸药等单频:震源发射的声波频率范围极小近于单一频率,如3.5kHz ;双频:震源发射的声波是由两个近于单一频率声波信号组成的,如3.5kHz 、12kHz ; 多频:震源发射的声波是由3个以上单频声波信号组成的,如3.5kHz 、12kHz 、33kHz ;宽频:震源发射的声波是由一定频率范围的声波信号组成,如300Hz ~10kHz ,且每次发射频率范围,各频率声波占有比例都一样;CHIRP :震源发射的声波是由一定频率范围的声波信号组成,如3kHz ~14kHz ,且每次发射频率范围,各频率声波占有比例都是随机的,理论上每次所发射的声波信号都不相同样。
A 、每次脉冲都是随机振动频率组合,是唯一的B 、每次脉冲的随机振动频率组合都暂存于计算机内存中作为样本C 、接受到的反射波信号根据内存中的样本进行比对滤波等处理,分离开叠加的信号,从而将反射界面探测出来。
参量阵震源及特点:利用声波在介质中传播的非线性效应,使两个发射频率相近的压电换能器组合沿同一方向传播两个高频初始波,获得差频、和频等声波的声发射装置。
优点:①较传统震源具有较高的激发率;②压电震源可产生小于3kHz 频率的声波,相对于其他同频率震源体积小、耗能低。
③发射波束角小,具有较高的分辨率且较传统震源具有较深的穿透;缺点:①当换能器发射声波在介质中传播时,在换能器的发射方向会产生一系列二次频率,如f1,f2,(f1+f2),(f1-f2),2f1,2f2的声波信号;②能量转换效率低,(解决办法:制造更小的波束角)③需要波束稳定技术支持——增加了外围设备、技术难度和成本较高④只能船舶固定安装。
水听器:通过 振动传感器 将介质的质点振动(位移、加速度的变化)转化成电信号,输出的系统,称为检波器。
在水中使用的检波器,由多个压电元件串连或串并结合连接。
信噪比及其降低:S n N (S:有效信号的振幅,N:噪音的振幅,n 压电元件的个数)记录仪:记录回波强度和时间的设备。
记录规则:接收一直在接收,每激发一炮记录仪计时重新归零。
记录内容:沿测线炮点的位置、在每一炮点上声波自发射至接收到反射波的时间、反射波的强度(灰度表示)单波束测深仪:同时只能获得1个水底水深数据的声学测量设备。
依据海底反射波的强度,即反射波振幅大小——称之为振幅检测多波束系统:可同时探测水底多个位置不同点水深值的探测系统横摇:纵倾:首偏:多波束换能器轴向与电罗经轴向的夹角。
侧扫声呐:通过向侧方发射声波来探知水体、海面、海底(包括上部地层)声学结构和介质性质的仪器设备。
浅地层剖面仪:探知介质垂向结构和性质的声学设备地震层序:是沉积层序在地震剖面图上的反映。
在地震剖面图上找出两个相邻的反映地层不整合接触的界面,则两个界面之间的地层叫做一个地震层序。
地震相:在一个地震层序中,具有相似地震特征参数的地质单元称为地震相。
它是能反映由岩相因素(岩相组合和沉积特征)引起的反射几何特征和波形特征的总和。
2、设备的基本构成和工作程序单波束: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)水深测量的工作程序(第五章ppt )(1)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)多波束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布设检查测线: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(4)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→成图多波束:(1)多波束主体设备:①发射阵—多波束探头:一次发射在海底形成多波束条带,条带沿航迹方向的大小称为纵向脚印。
②接受阵—发射接收工作站:通过接受将海底回波分为多个小区(脚印),通过接收阵检波器的组合可形成多个脚印相互交叠的波束。
③后处理工作站(2)外围设备:声速剖面仪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水体声速测量设备:CTD或声速剖面仪。
卫星定位系统光纤陀螺①电罗经:指明多波束中轴线方向的设备。
②运动传感器:探知实时多波束的姿态,实时校正多波束换能器的运动多波束水深测量的工作程序:(1)设备选型(2)多波束的安装与安装测量①多波束安装于船首至船长1/3区段②多波束系统各组合单元位置关系测量:以船舶横向、纵向及平均吃水线交点处设置坐标原点。