海底探测技术

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如何进行海底地形测量和海洋资源勘探—技术原理解析

如何进行海底地形测量和海洋资源勘探—技术原理解析

如何进行海底地形测量和海洋资源勘探—技术原理解析海洋资源是人类重要的能源和物质来源,而准确、高效地进行海底地形测量和海洋资源勘探对于资源开发和环境保护具有重要意义。

本文将从技术原理的角度,对如何进行海底地形测量和海洋资源勘探进行解析。

一、激光测距技术激光测距是一种通过测量光波传播的时间来确定目标距离的技术。

在海洋资源勘探中,激光测距技术被广泛应用于测量海底地形和水深等参数。

其原理是通过发送激光脉冲,并测量激光从发射到接收的时间差来计算距离。

利用激光测距技术可以获取海底地形的高程数据,为海洋资源的开发和勘探提供基础数据。

二、声纳测图技术声纳测图技术是一种利用声波在海洋中传播的特性进行海底地形测量和海洋资源勘探的方法。

声纳测图设备发送声波信号,通过接收反射回来的声波信号来确定海底地形。

声纳测图技术可以提供高分辨率的海底地形图像,帮助研究人员深入了解海底地形的特征和潜在的资源分布。

三、磁测技术磁测技术是一种利用地球磁场变化来推断海底地形和地质构造的方法。

在海洋资源勘探中,磁测技术主要通过测量地球磁场的变化来获取海底地质信息和矿产资源分布情况。

磁测技术可以有效地识别磁性物质,如铁矿石等,为海洋资源勘探提供重要信息。

四、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星获取地球表面信息的方法。

在海洋资源勘探中,卫星遥感技术可以提供大范围的海洋地貌和海洋资源分布信息。

利用卫星遥感技术可以获取海洋表面温度、海洋色素浓度等参数,从而分析海洋生态环境和资源分布情况。

五、地震勘探技术地震勘探技术是一种通过声波在地下介质中传播的特性来勘探地下结构和资源的方法。

在海洋资源勘探中,地震勘探技术可以用于探测沉积物层、地壳构造等信息。

利用地震勘探技术可以获取高分辨率的地下结构图像,为海底地形和海洋资源的研究提供详细的数据支持。

六、无人潜水器技术无人潜水器技术是一种利用机器人潜水器进行海底探测和勘探的技术。

无人潜水器搭载各种传感器和测量设备,可以深入海底进行高精度的地形测量和资源勘探。

地球物理学中的海洋探测技术

地球物理学中的海洋探测技术

地球物理学中的海洋探测技术海洋是地球上最神秘和未知的领域之一。

在我们的星球上,海洋覆盖了大约70%的表面积,而深度也非常深。

海洋深处充满了生命和能量,因此人类一直在探索海洋并从中获取信息。

地球物理学技术在海洋探测中起着重要作用,下面我们就来了解一下地球物理学中的海洋探测技术。

声学探测技术声学探测技术是海洋探测中最常用的技术之一。

声学探测利用声波在海水中的传播来感知海洋中的物质和生命。

这种技术通过发送声波(如鲸鱼的歌声)并监测其传播和回声,来获取海洋地球物理学数据,如水深和海底地形。

声学探测技术已经被广泛应用于海洋勘探和开发中。

例如,声学波测量可以帮助勘探者确定海底的地形,从而确定石油、天然气和其他矿藏的位置。

此外,声学技术还可以用于测量海洋生物群落的分布和数量。

磁探技术磁探技术可以用于探测海底的磁场,并据此推测海底岩石的成分和构造。

这种技术利用地球的磁场来获取信息。

由于地球是一个巨大的磁体,其磁场在海洋中强度也会不同,因此,利用磁探技术,我们可以了解海底的构造和地质构造。

磁探技术主要应用于海洋资源勘探和开发。

例如,磁探技术可以用于确定海底矿藏的位置,如铁矿石、锰结核等,也可以用于探测海底地形以帮助石油和天然气开采。

电磁探测技术电磁探测技术也可以用于探测海底地形和岩石构造。

它的原理是将一定频率的电磁场向海洋底部发送,通过测量这些电磁波在海底物质中的反射来获取信息。

由于不同类型的地质构造对电磁场的反射具有不同的特征,电磁探测技术可以用于海洋资源勘探和开发。

同样的,电磁探测技术也被广泛应用于石油和天然气开发中。

利用电磁波测量,我们可以精确地确定这些化石燃料的位置,从而有效开采这些矿藏。

重力探测技术重力探测技术可以用于探测海底地形和海底岩石的密度变化。

这种技术利用海洋底部的重力场来获取信息。

由于不同类型的地质构造和物质密度差异较大,重力场的变化较大,因此,重力探测技术可以用于海洋资源勘探和开发。

重力探测技术主要应用于海底资源和地质勘探中。

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

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

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。

海底地形测量与探测技术研究

海底地形测量与探测技术研究

海底地形测量与探测技术研究海底是一个充满神秘和未知的领域,太平洋深处曾经发生过、而至今无法解释的声波事件,更是让人对海底产生强烈的好奇心和探索欲。

探测海底地形是一项重要的研究领域,可以为地图绘制、海底资源研究、防洪防灾等方面提供基础信息。

目前,主要的海底地形测量与探测技术包括声波测深、激光高度测量、卫星遥感、水下机器人探测等。

声波测深是一种常见的测量海底地形的方法。

它利用船用声纳向海底发送高频声波,利用声波在水中传播的速度和反射的时间来计算海底的深度。

这种方法测量精度较高,可达到厘米级别。

不过,由于声纳只能针对某个特定点进行探测,不能获得海底全景,因此需要对测量点进行高密度布局。

此外,海底地形的复杂性也会影响声波的传播和反射,对声波测深的精度造成影响。

激光高度测量技术利用船载激光扫描海底,记录下扫描点与地面之间的距离,达到测量海底高度的目的。

这种方法在测量精度和空间分辨率上优于声波测深,可以获得更为详细的海底地形信息。

但是,激光束的传播亦会受到水质、浪高等影响,从而使得激光高度测量技术的应用受到限制。

卫星遥感是一种从卫星和飞艇等高空平台上获取海底地形信息的技术。

这种方法可以提供更为全面和宏观的海底地形图像,但由于其空间分辨率相对较低,一些细节的特征并不能被完整捕捉,即使是颜色难以区分的区域也难以分辨。

水下机器人探测技术已经得到广泛的应用。

它能够进行精细化的海底地形探测和成像,为科学家提供更全面、细致、立体的海底地形图像,可以对海底矿藏、资源分布、生物种群等进行研究。

但是,这种设备需要进一步的技术改进,以解决其在深海等复杂环境下的应用问题。

除了这些技术,还有许多基于声波、光学、电磁波、重力、磁性等原理的海底地形测量和探测方法。

例如,重力测深可以利用重力测量船通过测量引起海水重力异常的海底地质构造来推断海底地形,该技术能够获得更加精细的地形特征的分辨率,精确度高且适用于各种海底地质类型。

但其缺点是,要求将船与测量区域的垂直距离维持在一个较小的范围之内。

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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+h1(吃水)——换能器入水深度3.吃水(1)静吃水(2)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4.校准后实测水深数据+潮位改正(1)吃水校准:相当于静校正的炮点深度;(2)波浪校准:相当于静校正的地形(3)声速校准:H=H-h=(b/a-1)h+(1-b/a)c;(4)坡度修正(1)潮位观测+实时潮位修正5.水深测量的工作程序(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)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(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3.被探测物体或地质体参数的判定及标示(1)量程及海底覆盖宽度:·量程:自发射到再次发射这段时间里,反射波能达到的最远距离。

(与发射间隔水体声速有关)·覆盖宽度:声呐探测到海底实际宽度称为覆盖宽度(与发射间隔,水体声速,拖体高度有关)·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:①发射阵——多波束探头(换能器):一次发射在海底形成多波束条带②接收阵——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。

(2)外围设备:①后处理工作站②电罗经:指明多波束中轴线方向的设备③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④水体声速计:水体声速影响水深、探测位置,水体声速必须是剖面曲线非平均声速水体声速测量设备:CTD或声速剖面仪。

(②③合称为:光纤罗经)3.分类(1)物理多波束:发射的每个波束都是独立的物理存在的换能器,海底振幅检测(2)相干声呐:海底相位检测(3)电子多波束:波束形成是换能器阵上多个点震源声波叠加,非每个波数对应独立换能器覆盖宽度两倍水深:振幅检测,大于两倍水深:振幅+相位检测;覆盖宽度小于八倍水深物理多波束电子多波束相干声呐发射换能器组成多个换能器阵一个或二个换能器阵二个换能器阵发射探测波束数量少(一般小于5个)波束为后期形成,波束多,一般大于90个球面波无具体波束海底检测方法振幅检测振幅检测+相位检测或仅有振幅检测相位检测海底覆盖宽度小(一般小于水深的两倍)仅有振幅检测的小于水深的两倍;振幅检测+相位检测小于水深的8倍可达水深的10倍以上脚印大小有有仅有声呐水平波束角测点分布物理换能器决定正下方测点多边缘波束少测点可无限但正下方无准确测点测深精度精度高正下方精度高,边缘精度低边缘精度低,正下方无测点,30~50度角度区精度高适宜工区河道测量全海深距水底小于50m水深地形相对简单的海区4.描述参数(1)多波束类型(2)多波束工作频率(3)最大覆盖宽度(4)脚印大小(5)波束数5.工作原理(1)震源与接收系统(震源和接收阵相互垂直)震源:压电换能器震源·一次发射在海底形成多波束条带,纵向(航迹方向)脚印大小单位为度,宽度角越小越好,接收:接收换能器·通过接收将海底回拨分为多个小区,横向(垂直航迹方向)脚印大小单位为度·多波束脚印大小=纵向脚印×横向脚印;·通过接收阵的组合可形成多个脚印相互交叠的波束·脚印:波束在海底覆盖区域(3)海底覆盖宽度·最大覆盖宽度:覆盖角可达210°,浅水大,深水小,最大覆盖宽度小于设备标称·决定覆盖宽度的因素:仪器发射覆盖角大小,边缘波束探测精度,覆盖宽度不随水深增大而增大存在极值(声波在传播过程中有能量损失),海底表层沉积物声阻抗(反射波越强,边缘波束探测到的可能性越大,覆盖宽度越大),水文及背景噪音的影响(4)测深·振幅检测:根据海底回拨振幅和波束与垂向夹角,探知海底位置·优点:精度高,探头下数据密集;缺点:覆盖宽度小(小于2h)·较远海区:相位检测5.多波束水深测量的工作程序:(1)设备选型:深水多波束系统(>4000m,12-30KHz,固定于船底),中水多波束系统(30-70KHz,固定于船底),浅水多波束系统(<300m,>180KHz,移动安装)·浅水多波束不用于深水测量:海底覆盖宽度不足,海底探测点数不够·深水多波束不用于浅水测量:低频对松软海底有穿透数据不准(2)多波束的安装与安装测量①换能器:多波束安装于船首至船长1/3区段②定位系统③运动传感器:股停在船舶震动较小的位置④电罗经:震动较小,轴面尽可能与船轴面平行⑤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。

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