海底探测技术 第3章 声波探测的基本原理
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。
声呐测海底深度的原理
声呐测海底深度的原理声呐（Sonar）是一种利用声波在水中传播和回波特性测量海底深度的技术工具。
声呐系统通过发射声波信号并记录回波信号的时间延迟和强度，从而确定海底的深度和地形。
声呐测量海底深度的原理如下：1. 声波发射：声呐系统首先通过特定的发射器产生一系列高频声波信号。
这些声波信号经过放大和调整后，以方波或脉冲信号的形式被发射到水中。
2. 声波传播：一旦声波信号进入水中，它会沿直线或曲线路径传播。
声波在水中传播的速度大约是每秒1500米。
3. 声波反射：当声波信号遇到水下物体时，例如海底地形、岩石或潜艇，它们会引起声波的反射。
这些反射的声波信号也称为回波。
4. 回波接收：声呐系统中的接收器探测并接收到回波信号。
接收器将回波信号的强度和延迟时间转换成电信号。
5. 数据分析：接收到的回波信号由声呐系统中的计算机进行处理和分析。
通过比较发射声波信号与接收到的回波信号之间的时间差，计算出声波信号传播的时间，从而推算出水中物体与声呐的距离。
6. 海底测深：声呐系统中的计算机根据回波信号的强度和延迟时间，计算出声波信号从发射到接收所需的时间。
利用声波在水中传播的速度，可以将时间换算成海底的深度。
7. 数据显示：测量结果可以在声呐系统的控制面板上实时显示。
通过声呐系统的显示屏，操作人员可以实时监测和记录海底深度。
声呐测量海底深度的原理基于声波在水中的传播和回波特性。
通过发射声波信号和接收回波信号，声呐系统能够快速、准确地测量海底深度和地形。
这种测量方法在海洋勘探、海底地形测绘、航海导航、渔业资源调查等领域具有广泛的应用。
声呐的原理及例子
声呐的原理及例子
声呐（Sonar）是利用声音在水中的传播速度差异，通过发射声波并接收其反射回来的信号来探测和测量目标物体的一种技术。
其原理类似于雷达，但是在水中使用。
声呐主要通过以下步骤工作：
1. 发射：声呐通过一个或多个发射器产生声波。
声波会以一定的频率和特定的声压级（声音强度）向水中传播。
2. 传播：声波在水中传播时会受到水质、水温、水压等因素的影响。
声波的速度在不同水层中可能存在差异。
3. 目标反射：当声波遇到一个目标物体时，部分声波会被反射回来或散射开来。
这些反射的声波被称为回波。
4. 接收：声呐的接收器会接收到回波，并将其转化为电信号。
5. 信号处理和分析：电信号经过信号处理和分析后，可以确定目标物体的位置、形状、大小、距离等信息。
声呐在海洋、水下测绘、水下探测、船舶导航等领域有着广泛的应用。
以下是一些声呐的例子：
1. 捕鱼声绘声呐：捕鱼声绘声呐是渔船上常见的一种声呐系统。
它可以发射声波，接收鱼群等目标物体的回波，帮助渔民判断鱼群的位置和数量。
2. 海底测绘声呐：海底测绘声呐用于测绘海底地形和海洋地质结构。
它可以发射声波，通过接收回波来绘制出测量区域的地形图和地质构造图。
3. 水下探测声呐：水下探测声呐常用于搜寻和定位水下目标，如沉船、水下障碍物等。
它可以发送声波，通过接收回波来确定目标的位置和形状。
4. 海洋生物研究声呐：海洋生物研究声呐用于研究海洋生物，如鲸鱼、海豚等。
它可以发射声波，接收生物体的回波来记录它们的行为、迁徙路径等信息。
海洋航行测绘技术的原理和应用范围
海洋航行测绘技术的原理和应用范围导言海洋测绘技术是指通过各种现代化的仪器设备和测绘方法，在海洋环境中进行海底地形测绘和水下物体探测的技术。
本文将介绍海洋航行测绘技术的原理和应用范围。
一、原理海洋航行测绘技术主要基于以下原理：1.声波传播原理声波传播是海洋测绘技术中最常用的方法之一。
它利用声波在水中传播的特性，通过发射声波信号并接收回波信号来探测水下地形和物体。
声波传播的速度与介质的密度和弹性有关，通过测量声波的传播速度和回波信号的时间差，可以计算出水下物体的距离和形状。
2.多波束测深原理多波束测深技术是一种可以快速获取水深数据的方法。
它使用多个声波发射器和接收器，以不同的角度同时发射多个声波束，通过测量声波的传播时间和方向，可以计算出水底的地形和物体的位置。
3.卫星导航原理卫星导航技术是海洋航行测绘中不可或缺的部分。
利用卫星导航系统，如全球卫星导航系统（GNSS），可以准确地确定船只的位置和航向。
通过将卫星定位数据与其他测量数据结合起来，可以获得更精确的海洋测绘结果。
二、应用范围海洋航行测绘技术广泛应用于以下领域：1.海洋资源勘探海洋是重要的资源宝库，包含丰富的石油、天然气、矿产等资源。
利用海洋航行测绘技术可以快速、准确地获取海洋的地形和水文数据，为海洋资源的勘探和开发提供重要的支持。
2.航海安全海洋航行测绘技术对于航海安全具有重要意义。
通过获取准确的水深数据和水下障碍物的位置信息，可以为航行提供可靠的海图和航行警告，确保船只的航行安全。
3.海洋环境保护海洋环境污染和生态破坏是当前面临的重要问题。
海洋航行测绘技术可以用于监测海洋污染源、生物多样性和海洋生态系统的变化，为海洋环境保护和管理提供科学依据。
4.海洋科学研究海洋航行测绘技术在海洋科学研究中发挥着不可替代的作用。
它可以提供详细的海底地形数据，帮助科学家了解海洋的地质构造、地震活动等重要信息。
此外，测绘技术还可以用于海洋气象、生物学研究等领域。
海底地形测量技术的原理与方法
海底地形测量技术的原理与方法导语：海底地形测量技术是海洋科学领域中一项重要的技术手段，通过对海底地形进行测量和绘制精确的地图，为海洋资源开发、海底地质研究和海洋环境监测提供了重要的依据。
本文将介绍海底地形测量技术的原理与方法。
一、多波束测量技术多波束测量技术是目前海底地形测量中应用最广泛的一种方法。
其原理是通过多个波束所形成的综合波束进行测量，在一定范围内获取更为精确的数据。
这种技术利用声波在海水中传播的特性，借助声纳设备发出声波信号，并接收其回波，通过计算回波的时间和频率差异从而确定海底地形的高度和形状。
二、卫星遥感技术卫星遥感技术是利用卫星遥感器对地球表面进行观测和测量的一种方法。
通过卫星的高分辨率传感器，可以获取到大范围的海底地形数据。
这种技术的优势在于无需人员进驻海洋现场，大大节省了成本和人力资源。
同时，卫星遥感技术还可以实现对海洋动态变化的监测和分析，为海洋环境保护提供重要依据。
三、声呐测深技术声呐测深技术是通过声波在海底反射和传播的原理，来测量海底深度和地形的一种方法。
它利用声波在水中传播速度恒定的特性，测量声波从水面到达海底的时间差，再通过计算得到海底的深度。
这种技术通常用于测量海底的平坦区域，对于复杂地形的测量效果相对较差。
四、激光测距技术激光测距技术是近年来发展起来的一种新型海底地形测量技术。
它利用激光器发射的激光束，通过测算激光从发射到反射再返回的时间差，从而确定测量目标的距离。
这种技术可以实现对海底地形的高精度测量，特别适用于测量海底中的凹凸不平的地形特征。
五、地下扫描雷达技术地下扫描雷达技术是一种适用于海底地形测量的无损探测技术。
该技术利用高频电磁波在地下介质中的传播和反射特性，实现对海底地下地质构造和海底地形的测量和解析。
地下扫描雷达技术无需直接接触海底，能够从地表通过探测器获取到海底地质的信息。
这种技术对于测量海底地形中的障碍物和地下沉积物具有较好的效果。
六、综合方法：多种技术的组合应用对于复杂的海底地形测量任务，常常需要采用多种技术的组合应用。
声呐的工作原理
声呐的工作原理
声呐是一种利用声波进行测距和探测的技术。
它的工作原理基于声音在介质中传播的特性。
声纳系统一般由发射器和接收器两部分组成。
发射器会发出一系列短暂的声波脉冲，这些声波脉冲会在介质中传播。
当遇到不同介质的边界时，声波会发生反射。
接收器会接收到这些反射回来的声波，并将其转换为电信号。
根据声波的传播速度和接收到的反射时间间隔，声纳系统可以计算出目标物体与发射器的距离。
由于声波在不同介质中传播速度不同，声纳系统通常需要根据介质的特性进行校正。
此外，声纳系统还可以通过分析接收到的声波的特征来获取目标物体的形态和材质信息。
例如，通过分析声波的频率和幅度变化，可以确定目标物体的大小和形状。
通过分析声波的衰减特性，可以推测目标物体的材质。
声纳广泛应用于水下探测、海洋勘测、声纳成像、鱼群探测等领域。
它具有穿透力强、工作范围广、成本低廉等优势。
然而，由于声波在水中传播存在传播损失和障碍物散射等问题，声纳系统的性能受到一定限制。
为了提高声纳系统的性能，需要不断改进设备的设计和信号处理算法。
水下探测的方法
水下探测的方法水下探测的方法水下探测是指利用各种方法获取水下信息的技术。
以下是水下探测的一些主要方法：1. 水下声纳•基本原理：利用声波在水中传播的特性，通过发射声波信号并接收回波信号，来获取水下的信息。
•优点：适用于长距离传输和大范围探测，可测量水深、水温、水中物体位置和形态等。
•缺点：受水质和海底地形等因素的影响较大。
2. 水下相机•基本原理：利用光线在水中传播的特性，通过相机拍摄水下景物。
•优点：可以直观地观察和记录水下景物的外貌和动态。
•缺点：受水质和光照条件的限制，可见度较差时无法清晰拍摄。
3. 水下机器人•基本原理：通过无线遥控或自主导航，将机器人操控到水下进行探测任务。
•优点：能够深入水下较深的区域或危险环境中进行探测，并携带各种各样的传感器。
•缺点：设备复杂，成本较高。
4. 水下磁探测•基本原理：利用水下的磁性物质产生的磁场变化，采集并分析磁场信息。
•优点：可用于探测水下的金属物体、矿产资源和地质构造等。
•缺点：对磁场干扰较敏感，需要对环境进行干扰校正。
5. 水下探测器•基本原理：利用特定的探测器，对水下的物质进行探测。
•优点：可根据需要选择不同类型的探测器，如气体探测器、化学探测器等。
•缺点：需要事先了解需要探测的物质，并选用相应的探测器。
6. 水下测量仪器•基本原理：通过测量物理量的变化，来推测水下的情况。
•优点：适用于测量水下的水深、水温、水质等信息。
•缺点：测量结果受环境因素和仪器精度的影响。
以上是几种水下探测的主要方法。
每种方法都有其优缺点，可以根据实际需求选择合适的方法进行水下探测。
7. 水下地震探测•基本原理：通过地震波在水中传播的特性，探测水下地壳或海底地质的结构和性质。
•优点：能够获取更准确的地壳信息，有助于地质勘探和海底资源的发现。
•缺点：需要复杂的设备和高精度的地震监测系统。
8. 水下热红外探测•基本原理：利用物体发出的红外辐射，通过红外传感器感应和记录水下物体的热量。
声纳的工作原理是什么探测法
声纳的工作原理是什么探测法
声纳是一种利用声波进行探测和定位的技术，广泛应用于海洋探测、声纳导航、矿产勘探等领域。
声纳的工作原理基本上是利用声波在介质中的传播特性来实现目标的探测和定位。
1. 声波的传播特性
声波是一种机械波，在介质中传播时，会产生压缩和稀疏的振动。
声波的传播
速度取决于介质的密度和弹性，通常在水中的传播速度约为1500m/s，而在空气
中的传播速度约为340m/s。
2. 声纳系统的组成
声纳系统包括发射器、接收器和信号处理器三部分。
发射器用于产生声波，接
收器用于接收目标反射回来的声波信号，信号处理器则对接收到的信号进行处理、分析和显示。
3. 探测法原理
声纳的工作原理是通过发射器产生的声波在介质中传播，当声波遇到目标物体时，会发生反射。
接收器接收到目标反射回来的声波信号，并通过信号处理器将声波信号转换为电信号进行分析。
4. 探测方法
声纳的探测方法主要有两种：主动声纳和被动声纳。
主动声纳是指通过发射器
主动产生声波，利用目标反射的声波信号进行目标探测；被动声纳是指利用目标自身产生的声波信号进行目标探测。
5. 应用领域
声纳技术在海洋探测中被广泛应用，如潜艇定位、鱼群探测等；在声纳导航中，可以利用声纳系统进行水下目标的定位和导航；在矿产勘探中，声纳技术可以用于地下水的勘探和矿藏的发现。
综上所述，声纳的探测法是利用声波在介质中传播的特性来实现目标的探测和
定位，通过主动或被动的方式进行探测，广泛应用于海洋探测、声纳导航、矿产勘探等领域。
声纳技术的不断发展和创新将为相关领域的研究和应用提供更多可能性。
声纳的工作原理
声纳的工作原理声纳是一种利用声波进行远程探测和定位的技术。
它广泛应用于海洋、航空、防御以及深海探索等领域。
声纳的工作原理是基于声波在水或气体中传播的特性。
以下将对声纳的工作原理进行详细分析。
1. 声波的产生：- 声波是由物体振动引起的一种机械波。
在声纳中，声波通常由声源产生，例如舰船或潜艇上的声源装置。
声源会通过某种机制产生振动，例如发出脉冲信号或连续的声波。
2. 声波的传播：- 声波是通过介质中的粒子振动传播的。
在水中，声波的传播速度约为1500米/秒，在空气中约为343米/秒。
声波在传播过程中会遇到介质的不同部分引起的反射、折射和散射等现象。
3. 声纳的发射和接收：- 在声纳系统中，声源会发送一个声波信号，这个信号称为脉冲。
脉冲信号的频率和持续时间可以根据需求进行调节。
一旦脉冲信号发出，它会在介质中传播，并与遇到的物体相互作用。
4. 回波的接收：- 当声波遇到障碍物、物体或目标时，一部分声波会被反射回来。
声纳系统中的接收器会接收到这些反射回来的声波，将其转化为电信号。
接收器通常由感应器、放大器、滤波器和数据处理单元等部件组成。
5. 数据处理和分析：- 接收到的电信号经过放大、滤波和其他处理后，会传递给数据处理单元。
数据处理单元会对声波的频率、振幅和时间延迟等进行分析。
通过比对和计算，可以确定目标的距离、方位和速度等信息。
6. 应用领域：- 声纳技术在海洋领域中广泛应用。
例如，潜艇和水下探测器可以利用声纳进行目标探测和定位。
声纳还可以用于海洋生态环境监测、海底地质勘探和水声通信等方面。
- 在航空领域，声纳技术可以用于飞行器导航和地面航标识别。
航空声纳可以检测飞行器的高度、速度和方位等信息，以确保安全飞行。
- 此外，声纳技术还在防御方面起着重要作用。
军方可以利用声纳系统进行目标侦测和水下障碍物探测，以保护舰艇和潜艇等军事装备。
7. 声纳技术的发展：- 随着科技的进步，声纳技术不断发展。
新的声纳系统采用了先进的传感器、信号处理算法和数据分析方法。
探测声纳的原理和应用
探测声纳的原理和应用声纳技术简介声纳技术是一种利用声波传播特性进行探测和测量的技术。
它通过发射声波信号并依据声波在空气或水中传播的特性来获取目标物体的信息。
声纳技术在海洋探测、渔业、军事、地质勘探等领域广泛应用，为人们探索未知领域和解决问题提供了重要手段。
声纳技术的原理声纳技术的原理是基于声波在介质中的传播和反射特性。
声波是由震动产生的机械波，其传播速度与介质的性质密切相关。
当声波遇到介质之间的界面时，一部分能量将被反射回来，通过分析和处理这些反射信号，我们可以获得目标物体的各种信息。
主要的声纳技术分为主动声纳和被动声纳两种：主动声纳主动声纳是指在探测过程中主动地发射声波信号，并接收其返回的反射信号，以获取目标物体的信息。
主动声纳常用于海洋探测和水下通信等领域。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1.发射声波信号：通过声纳设备发送一定频率的声波信号。
2.声波传播：声波信号在介质中传播，遇到目标物体后发生反射。
3.反射信号接收：声纳设备接收到目标物体反射回来的信号。
4.信号处理：对接收到的反射信号进行信号处理和分析。
被动声纳被动声纳是指通过接收环境中存在的声波信号来获得目标的信息。
被动声纳常用于海洋生物研究、水下探测和侦查等领域。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：1.接收环境声波：声纳设备接收到环境中传播的声波信号。
2.信号处理：对接收到的声波信号进行信号处理和分析，提取目标信息。
3.解析目标信息：根据分析结果判断目标的存在和位置。
声纳技术的应用领域声纳技术在多个领域具有重要应用价值。
海洋探测声纳技术在海洋探测中起到了关键作用。
通过声波在水中的传播特性，可以进行水下地形测绘、海底地质勘探、海洋生物研究等。
此外，声纳技术还应用于海底油气勘探和海洋资源开发等领域。
渔业声纳技术在渔业中被广泛应用，可以帮助渔民进行渔场勘测、鱼群探测和鱼群数量估计等工作。
通过声纳设备发射声波并接收反射信号，渔民可以判断鱼群位置和规模，从而提高捕捞效率。
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T
Y
S
薄层（风暴层）
Y
... . . ...
. . . ...
><1探/4测探波测长波1长/4
地质钻孔发现的薄层会很多很多，但物探仪器 探测探出的层，会随着探测频率的增高而增加。
波的干涉不利的一面之二
理想情况
实际情况
？ 震源
震源
A
海底回波不是A 一个点而是一 定面积反射声波的总和
V=ƒ × ʎ
R2=30.1072-900=6.4
水深 30m
海管直径76cm
探测点海管悬 空于海底1m
声
海底管线，声波屏蔽界面
波
干
涉
的
结 果
波的扩散反射所形成
管线下的海底、地层 并没有被屏蔽!?
波的绕射造成的
管线直径小于探测 波波长，海底还会 有阴影吗？
4、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－－波的吸收现象
松散沉积物命名 砂
沉积物柱状图
粉沙砂 粉沙质砂
含粉沙砂
粉沙
砂
粘土
声波探测上，界面为声阻抗界面，其存在与否取决于R值
正 粒 序
逆 粒 序
不存在声阻抗 界面
成因差异
举例
水下三角洲
边
河流水动力条件不变
界 条 海洋为静水盆地，无动力
件
河流
海退
海岸位置 海岸位置
钻孔
粒径增大
. .. . . ...
地层中有否声阻抗界面？声波探测能看到 什么？
波尾面——振动区的另一个面将要停止振动与已经停
止振动的质点间的分界面称波尾面；
等相位面——在同一时刻相同相位的质点联系起来构 成了等相位面；在均匀介质中点震源作用下，等相 位面是以震源为球心的同心球面。
T
声波波振面某一面积上的声压与通过这个面积的质点速度之比
二、声波的特性
反射波正是我们声学 探测所需要的
探
分布
测
厚度
t ( x)1
1 V1
4h2 x12
t(x)2
1 V1
4h2 x22
法线入射 X1=0 —— 震源和接受在同一点（偏移距为0）
O2
介质1
介质2
建立方程组
X1＝0
X2
O1 S1
S2
t t(x) t(0)
h
A
t(0) 2h V1
t(x)2
1 V1
4h2 x22
介质1
假波，是我们不需要的
……
介质2 介质3 介质4
介质5 V1 ＜ V2 ＜ V3 V4＜ V5
＜
一个反射界面所形成的后 续反射波均弱于真信号
反射波强度？
声波波振面某一面积上的声压与通过这个面积的质点速度之比
反射波与入射波的能量关系
反射波振幅
入射波振幅
R ≠0
反射系数
Ar RAi
介质1
R 2V 2 1V 1
202000mm
地层距震源越远、频率越低， 回波面积越大，分辨率越差
海底
00..0100179mm
回波半径R＝2020.m1.2m8m
3、声波的绕射
声波在传播过程中，如遇到直径小于声波波长的障碍时，声波能 绕过障碍物继续向前传播，而不会被阻挡的现象。
海面
水中有较多的细小颗粒物
海底
大鱼
小于声波波长的鱼
1、 震源－－产生声波的设备（常用O表示） 2、接收器－－接受和记录反射波强度h和声波传播时间的设
备（常用S表示）
偏移距——是指震源到接收器中心的距离
时距曲线
二、发射波时距曲线的获得
t
t(x)
震源 o
S1
S2
S3（接受器）
x
在反射波法中介，质反1厚射度波h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， 称声为阻抗反面射波时距曲线
△t·V2
V2
介质2
V1＞V2
△t﹒V1
介质1
介质2 介质3 介质4
介质5 V1 ＜ V2 ＜ V3 V4＜ V5
＜
波的折射才能使我们有办
法利用机械波探测海底以下 的世界！！！！
为什么 不清楚
介质1
同探测波频率有 何关系？
介质2
折
射
介质3
波
仅仅能量小吗？
的 能
量
介质4
越
小
＜
介质5 V1 ＜ V2 ＜ V3 V4＜ V5
声波在介质1 中的传播速度
t(x) 1 4h2 x2 V1
时距方程
实际应用：
X1
X2
O2
O1
介质1
介质2
A
建立方程组
S1
S2
h
t ( x)1
1 V1
4h2 x12
1 t(x)2 V 1
4h2 x22
关心的问题
介质的性质——V
物质组成
实
孔隙度等
现
介质的厚度——h
振幅极小——没有 反射
海面 海底
界面
海底
界面
两个声阻 抗界面回 波干涉结 果
声波探测 的分辨率
1
4
层厚大于四分之一波长的地层 才能被探测到
举
河流水动力 变动
T
例
海洋水动力条件
S
T
Y
季节性河流 河流尾闾段的摆动 海洋潮汐 季节性气候变化 寒潮、热带气旋灾害天气
大浪作用
. . ... . . ... . . . .
不同声阻抗界面（或不同位置）的反射波相互重叠的 现象－－－波的干涉
干涉结果
波的干涉有利的一面
声学发射定向性的实现 能量增大
之一
形 成 局 部 强 振 幅 区
“月明星稀”的效果，就好象只有一个窄波束了
——实现了发射的定向性
60
反射波
之二
可设置多个接受，增强接受信号的强度
波的干涉不利的一面之一
一、声波的属性
1 机械波
通过介质传播 具有一定的频率 在均匀介质中传播的速度不变 在均匀介质中具有不变的波长
V=ƒ × ʎ
2 纵波
质点的振动方向与波的传播方向平行 沿纵波传播路径会交替出现压缩带和稀疏带
2 纵波
波前面——振动区的最前端刚开始振动的与尚未振动
的质点间的分界面称为波前面；
地震分类 – 重力方法
（1）反–射磁波法法勘探； （ （23））折透–射过电波波法法法勘勘探探；。 按接收波的类–型放划射分性 （ （12））纵横–波波地勘勘热探探；；
（3）面波勘探。
按勘察范围划分
（1）深部地震： （2）浅层地震。
利用机声械波在介质
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
T2
V L1 2 / T1 L12 (V T3 / 2)2 (L3 / 2)2
我们在海洋调查中是不是也 处于如此尴尬的境地？？？？
海面
LLLL
海底 地层 界面
V 2L1 / T1
你已经当了20年的声学探测专家
不能上天，不能入水！！ 空气介质换成了“水”或“沉积层”
第一节 声波的基本性质
震源、接收
L
= 1
4
D 14 地层 回波面积为：以震源距声阻抗面距离+
长
度为半径的球面在声阻抗界面上截出的圆的面积
回波面积
海底
地层距震源越远、频率 越低，分辨率越差
举例
震源、接受
发射频率3.5k2H00zkHz
222000.00.010.011790mm7m 202000mm
¼ 波长是1500/（3500×4）＝0.107m ¼ 波长是1500/（200000×4）＝0.0019m
海底探测技术
海底声学探测技术
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
海底探测技术
探测技术 定位导航技术
海底探测技术
位置概念 物质概念 怎么来的 ······
在哪儿？ 是什么？ 如何形成的？
如何看到海底的地形、地貌、 地层结构…
光波方法 电磁波方法
机械波方法 取样
陆地上地质调查方法
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
波长数少
介质
低频率的波
高频率的波
波的折射才能使我们有办
法利用机械波探测海底以下 的世界！！！！
为什么 不清楚
1、波前扩散——距声源越远入射波能量越小 2、声阻抗界面越多——越深折射波能量越小，反射波能量也相应减小 3、介质对波的吸收——越深被吸收的波能越多，折射波能量越小，反射波 能量也相应减小 4、波的干涉（介质对不同频率波的吸收差异）——越深传递到 的声波频率越低——分辨率差 5、波的干涉（探测距离越远 回波面积越大）
V 2L1 / T1
L1 V T1 / 2 L1 L2 V T2 / 2
T1 、L1JJLKLJLJLJJ
L2
L3 、 T3
T2
V L1 2 / T1 L12 (V T3 / 2)2 (L3 / 2)2
我们在海洋调查中是不是也 处于如此尴尬的境地？？？？
作业：至少阅读一篇陆坡沉积作 用方面的文章
为什么 不清楚 地质钻孔发现的薄层会很多很多，但物探仪器
探测探出的层，会随着探测频率的增高而增加。
分析：
探测波的波长
高 小
探测距离