浅析测扫声呐在海底电缆检测中的应用

多波束与侧扫声呐在水下探测中的应用作者：郑晖来源：《中国新技术新产品》2020年第10期摘; 要：多波束探测与侧扫声呐扫测作为水下障碍物探测的2种常用技术手段各有优势。

就多波束探测技术而言，其优势在于通过获得精确的水深数据，实现水下障碍物的精准定位。

侧扫声呐在大范围快速获取地貌性质、形状判断中优势更显著。

基于此，该文以某水库救援项目为研究案例，对水下障碍物侧扫声呐扫测和多波束探测的具体应用过程进行分析。

结合这2种技术对水下地形环境、水下地貌进行描绘，可以实现高效互补，从而获得精确的水下地形数据和水底地貌影像。

关键词：多波束探测;侧扫声呐扫测;水下障碍物中图分类号：P229; ; ; ; ; ; 文献标志码：A0 引言水下障碍物探测是水资源开发利用的基础和前提，其能在现代化探测技术的应用下，实现水下地形及障碍物的测量，这不仅确保了水域船舶通行的安全性，而且为水下救援工作的开展提供了有效指导。

在当前的水下探测中，多波束与侧扫声呐是2种较为有效且常用的探测方式。

从本质上讲，这2种障碍物探测方式均为条带式扫海系统，其能实现水底地形的全覆盖无遗漏扫测。

但是在实际扫测中，多波束与侧扫声呐的工作原理和工作方式仍有一定差异，该文以某水库救援-测试项目为例，对多波束与侧扫声呐的实际应用要点及效果进行分析[1]。

1 系统的组成及原理1.1 多波束测深系统组成及原理1.1.1 多波束测深系统组成多波束探测系统在水下测深中得到广泛应用。

从设备结构单元来看，其包含测深设备、定位设备、罗经运动传感器、声速剖面仪和辅助设备5 个单元[2]。

其中探测设备多波束换能器决定了整个系统的数据分辨率。

差分GNSS接收机是全系统的定位装置，其在障碍物定位测量中发挥着控制测量的作用。

在多波束测深作业中，罗经运动传感器能实现测量船实时姿态及航向数据的有效采集。

声速剖面仪用来测量海区的声速剖面数据，用于校正声速曲线。

潮位信息将实测水深值换算成与国家高程系统同一的高程数据。

水声成像技术在水下工程监测中的应用在当今的科技时代，水下工程的发展日益重要，而水声成像技术作为一种关键的监测手段，正发挥着不可或缺的作用。

无论是海洋资源的开发、水利工程的建设，还是水下基础设施的维护，都离不开对水下环境和工程结构的准确了解，而水声成像技术为我们提供了一双“透视”水下世界的眼睛。

水声成像技术的原理基于声波在水中的传播和反射特性。

我们知道，声音在水中能够传播很远的距离，而且其传播速度相对稳定。

当声波遇到物体时，会发生反射，通过接收和分析这些反射波，我们就可以构建出物体的形状、位置和结构等信息。

这就好比我们在黑暗中用手电筒照射物体，通过观察物体反射的光线来了解它的样子。

在水下工程监测中，水声成像技术具有多种应用形式。

侧扫声呐就是其中一种常见的工具。

它就像一台水下的“扫描仪”，通过向两侧发射声波并接收反射波，可以生成大面积的海底地貌图像。

这对于寻找海底沉船、探测海底电缆的铺设路径以及评估海洋地质结构等工作非常有帮助。

例如，在建设海底隧道时，工程师们可以利用侧扫声呐来了解隧道沿线的海底地形，提前发现潜在的地质隐患，为工程设计和施工提供重要的参考依据。

多波束测深系统则是另一种重要的水声成像技术。

它能够同时测量多个波束的水深数据，从而快速、高精度地绘制出海底的三维地形图。

这对于港口建设、航道疏浚以及海上石油平台的基础设计等工程至关重要。

想象一下，如果我们要在一片未知的海域建设一个大型港口，首先需要清楚地了解海底的起伏情况，确定最佳的码头位置和航道深度。

多波束测深系统就能为我们提供这样精确的海底地形信息，帮助工程师们做出科学合理的规划。

此外，合成孔径声呐技术的出现，进一步提高了水声成像的分辨率和精度。

它利用小孔径基阵的移动来合成大孔径，从而实现对目标的高分辨率成像。

这使得我们能够更清晰地观察到水下微小的物体和结构细节，对于检测水下管道的裂缝、海底光缆的损伤等细微问题具有极大的优势。

比如，在长期运行的海底输油管道中，可能会因为腐蚀或外力作用而出现微小的裂缝。

浅海勘探测量应用技术在当今世界，随着对海洋资源的开发和利用不断深入，浅海地区的勘探测量变得愈发重要。

浅海区域虽然相对深海而言较为靠近陆地，但它所蕴含的资源和生态系统同样丰富多样，包括石油、天然气、矿产资源以及独特的生物群落。

因此，发展和应用先进的浅海勘探测量技术，对于了解海洋环境、保障资源开发的安全与可持续性具有至关重要的意义。

浅海勘探测量所涉及的技术种类繁多，每种技术都有其独特的优势和适用范围。

其中，多波束测深技术是一种广泛应用的测量手段。

它通过向海底发射多个波束，能够快速、大面积地获取海底地形数据。

与传统的单波束测深相比，多波束测深技术不仅测量效率高，而且能够提供更详细、更精确的海底地形信息。

这对于绘制海底地形图、寻找航道、规划海洋工程等方面都发挥着关键作用。

侧扫声呐技术也是浅海勘探测量中的重要工具。

它通过向两侧发射声波，并接收反射回来的信号，能够清晰地显示出海底的地貌特征和物体分布。

例如，它可以探测到沉船、礁石、海底电缆等障碍物，为航行安全和海洋工程建设提供保障。

此外，侧扫声呐技术还能够用于研究海底沉积物的分布和类型，为地质研究和资源勘探提供有价值的信息。

浅海区域的地质结构复杂多样，地球物理勘探技术在这方面发挥着重要作用。

地震勘探技术是其中的典型代表。

通过在海面上激发地震波，并接收其在海底地层中的反射和折射信号，能够揭示地下的地质构造和地层分布情况。

这对于寻找油气资源、了解地质灾害隐患等具有重要意义。

重力勘探和磁力勘探技术则可以根据不同地质体的重力和磁力异常来推断地下的地质结构和矿产分布。

除了上述的声学和地球物理勘探技术，海洋化学和生物监测技术在浅海勘探测量中也不可或缺。

海洋化学监测可以分析海水中的化学成分，如盐度、酸碱度、营养盐含量等，从而了解海洋环境的质量和生态系统的健康状况。

生物监测则通过对浅海生物的种类、数量和分布的调查，评估海洋生态系统的稳定性和生物多样性。

在实际的浅海勘探测量中，往往需要综合运用多种技术手段，以获取更全面、更准确的信息。

多波束与侧扫声呐在水下探测中的应用李英超1 朱俊尧2发布时间：2023-06-18T03:45:26.497Z 来源：《科技新时代》2023年7期作者：李英超1 朱俊尧2 [导读] 近年来，我国很多水下探测人员为了提高探测结果的准确性，逐渐在工作中应用多波束与侧扫声呐。

基于此，本文主要概述了多波束测深系统和侧扫声呐系统，而且分析了多波束与侧扫声呐在水下探测中的应用案例，希望可以为有需要的人提供参考意见。

1.身份证号码：37108219811221xxxx；2.身份证号码：37028119880823xxxx摘要：近年来，我国很多水下探测人员为了提高探测结果的准确性，逐渐在工作中应用多波束与侧扫声呐。

基于此，本文主要概述了多波束测深系统和侧扫声呐系统，而且分析了多波束与侧扫声呐在水下探测中的应用案例，希望可以为有需要的人提供参考意见。

关键词：多波束；侧扫声呐；水下探测对于水资源开发利用而言，水下障碍物探测是重要的基础，其可以运用先进的探测技术，准确测量水下地形及障碍物，如此一来，除了可以保证水域船舶安全通行，也能科学指导水下救援工作的进行。

在现阶段的水下探测中，经常采用的探测方法有两种，一种是多波束，另一种是侧扫声呐。

从根本上来看，这些障碍物探测手段都是条带式扫海系统，其可以扫测整个水底地形。

然而在扫测过程中，不管是多波束还是侧扫声呐，都有着不同的工作原理以及方法，此文将某个水库救援-测试项目作为例子，科学分析多波束和侧扫声呐的应用要点和应用效果。

一、多波束测深系统和侧扫声呐系统的概述（一）多波束测深系统当前，在水下测深中普遍应用多波束探测系统。

就设备结构单元来讲，通常其包含多个单元，比如：测深设备以及定位设备等等。

其中，该系统的数据分辨率容易受到很多因素影响，最为主要的是探测设备多波束换能器。

对于系统而言，差分GNSS接收机属于定位装置，在障碍物定位测量过程中其起到控制测量的重要作用。

在多波束测深过程中，利用罗经运动传感器可以迅速测量航向数据，而且对船实时姿态准确测量。

声纳技术在海洋调查船中的应用海洋调查是一个复杂而庞大的任务，其目的是理解和解决人类与海洋之间的相互关系和各种海洋现象。

为了达到这些目标，使用现代技术和设备是不可或缺的。

声纳技术作为一种探测和测量海洋环境的有效方法，被广泛应用于海洋调查船中。

声纳技术是一种利用声波在水中传播和反射的原理，通过测量声波的返回时间和强度来获取目标信息的方法。

在海洋调查船中，声纳技术被广泛用于以下几个方面。

首先是海洋地质调查。

海洋地质调查的目的是了解海洋底部的地质特征和地貌，寻找矿产资源和研究地壳运动。

声纳技术可以通过生成和接收声波来绘制海底地形图，确定不同层次的沉积物和岩石类型。

这对于油气勘探、海洋矿产资源的开发和环境监测至关重要。

其次是海洋生物调查。

声纳技术在海洋生物调查中扮演着重要的角色。

通过发射声波并监听其回波，科学家们可以确定水中物体的位置、数量和大小。

这对于海洋生物的分布、迁徙和种群密度的研究非常关键。

在鱼类资源评估和保护中，声纳技术也起到了至关重要的作用。

第三是水文调查。

水文调查是对海洋环境中水深、海流和海洋物理特征进行测量和分析的过程。

声纳技术通过测量声波的传播时间和强度，可以精确测量水深，并帮助研究者分析和研究海洋环流、洋流和潮汐等重要参数。

这对于了解海洋的运动、物质交换和气候变化等方面非常重要。

最后是海底资源调查。

声纳技术在海底资源调查中发挥着重要作用。

通过发送声波到水下地质层，科学家们可以判断沉积物的类型和分布，以及潜在的矿产资源。

这对于石油和天然气勘探、海底矿藏开发以及决定海洋环境的可持续利用至关重要。

声纳技术在海洋调查中的应用不仅提供了丰富的数据和信息，还提高了工作效率和准确性。

利用先进的声纳设备，科学家们可以快速获取大量的数据，对海洋环境进行全面和精确的调查。

这些数据对于海洋保护、资源开发和环境管理具有重要的意义。

然而，声纳技术在海洋调查中并非万能的。

它受到水质、海底地质条件以及设备性能等因素的影响。

侧扫声纳系统在海事应急扫测中的应用作者：王华强来源：《珠江水运》2014年第13期摘要：侧扫声纳技术已经成为海事应急扫测中一种常规的声学探测手段。

本文详细阐述了侧扫声纳系统的工作原理，介绍、分析了三种不同工作频率的侧扫声纳在海事应急扫测中的应用情况。

关键词：侧扫声纳海事应急扫测工作原理性能参数1.引言海事应急扫测是指对突发海难海损事故所在水域进行海底全覆盖扫海测量，以确定沉船、沉物的位置、性质、高度、姿态等。

海难海损事故发生后，通常需要对事故水域进行封航处理，为了尽快解除封航和减少经济损失，就需要快速、准确的判明沉船、沉物，因此，海事应急扫测工作遵循快速、科学、安全的原则，依据现场环境选择合适的设备开展应急扫测工作，从而提供准确可靠的资料给海事部门作出决策。

基于海事应急扫测中快速性和准确度的要求，侧扫声纳系统目前已成为海事应急扫测的一种重要探测手段。

侧扫声纳系统应用声学原理，并综合声学、数字信号处理、导航定位和计算机等技术，对海底微地貌和目标物进行探测，随着声纳技术的不断发展，其精度、分辨率和图像质量都比传统的声纳技术有了大幅度的提高，在海洋测绘、海洋地质勘探、海底沉积物探测和海洋工程等多个方面都得到了广泛的应用，特别是在海事应急扫测领域，以侧扫声纳系统为主并辅以其他探测手段的综合扫测模式已成为一种常规化作业方式。

2.侧扫声纳系统的工作原理侧扫声纳系统通过换能器向其两侧海底发射一定频率的声波，经海底面反射后，部分声波返回至换能器。

换能器接收到返回波束后，按其强度值映射为像素值，形成侧扫声纳声图。

声图通常以灰度图来表示，灰度变化与换能器接收的回波强度变化相关，再通过建立与灰度值对应序列的色系来将灰度图进行重新着色可以形成彩色的声图。

如图1所示，侧扫声纳系统通过换能器单元，实现电能与声能的转换。

通过控制、显示单元，控制声波的发射与接收，并进行声纳图像的存储与实时显示，该过程利用声波在海水中往返传播时间进行斜距定位。

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）。

侧扫声纳在海底光缆维护工程中的应用潘国富;付晓明;荀诤慷;刘奎【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2004(001)005【摘要】海底光缆系统是现代通信的主要载体之一.光缆铺设于海底后,在自然和人为的作用下,其在海底状态可能随时间会发生变化,甚至遭到损害,需对其进行维护.维护工程中首先需要对光缆在海底的实际状况和所在区域的海底面特征有一个比较清楚的了解.侧扫声纳为此提供了一种十分经济有效的手段,它通过探测出露于海底的光缆或埋设于海底光缆的埋设沟痕等,确定光缆在海底位置、检测其在海底状况、调查其所在海区的海底面特征,并可用于检查光缆维护施工的工作效果等.本文结合APCN2海底光缆系统特殊区段护缆安装工程这一实际例子,讨论了侧扫声纳海底扫测资料在海底光缆系统维护工程中的应用,表明侧扫声纳在海底光缆维护工程中有广泛应用前景.但是,侧扫声纳无法有效探测既不出露海底又没有明显埋设沟痕的海底光缆,同时也无法确定光缆的埋设深度,对这些状况的了解须结合使用其它专门探测设备.【总页数】6页(P389-394)【作者】潘国富;付晓明;荀诤慷;刘奎【作者单位】国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012;国家海洋局第二海洋研究所,杭州,310012【正文语种】中文【中图分类】P631.5【相关文献】1.侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管线检测中的应用 [J], 董玉娟;周浩杰;王正虎2.侧扫声纳在海底管道悬空调查中的应用 [J], 魏荣灏;陈铁鑫;郭晨3.多波束和侧扫声纳系统在海底目标探测中的应用 [J], 陈正荣;王正虎4.侧扫声纳系统在海底障碍物扫测中的应用 [J], 王志光;孙新轩;刘强;熊传梁;徐卫明5.侧扫声纳和磁力测量在海底光缆探测中的应用 [J], 冯强强;温明明;王功祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

侧扫声纳在海底输油管道除险加固工程中的应用发表时间：2019-06-10T16:01:34.203Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年3期作者：刘书星[导读] 近年来侧扫声纳系统用于水下工程特别是海底管道工程越来越多，因为册扫声呐可以对海底管道的平面位置、裸露的高度、悬跨程度等在位状态进行检测。

广东孛特勘测设计有限公司广东广州 510610摘要：近年来侧扫声纳系统用于水下工程特别是海底管道工程越来越多，因为册扫声呐可以对海底管道的平面位置、裸露的高度、悬跨程度等在位状态进行检测。

对于平坦海底面上的管道，依据声纳记录上管道声影区与管道影像的尺寸和相互接触关系，能够计算出管道的裸露或悬跨高度。

对于位于管道沟中的海底管道，在一定条件下侧扫声纳仍能检测到管道的在位状态。

本文通过利用公司的蓝创SharkS450D双频侧扫声纳设备在海底输油管道中的实际应用谈谈侧扫声纳系统用于海底工程中的基本原理、应用现状以及检测等，为海洋工程保驾护航。

关键词：海底管道；侧扫声纳；检测；声影；影像海底管道是海上油、气田等开发的重要组成部分，是油、气外输的主要手段。

随着海洋经济的迅速发展，全球海域使用开发活动目益频繁，海底输油（气）管道的数量以惊人的速度在不断增加。

而我国随着海上油气资源的相继发现和开发．海底油气管道的建设也十分景人。

因此，深入研究海底管道工程的运行情况术，及时发现海底管道存在问题，对我国海洋工程建设具有非常重要的意义。

一、侧扫声纳工作原理侧扫声纳的基本工作原理与侧视雷达类似，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.如图1所示，第①点是发射脉冲.正下方海底为第②点，因回波点垂直入射，回波是正反射，回波很强，海底从第④点开始向上突起，第⑥点为顶点，所以第④，⑤，⑥点间的回波较强，但是这三点到换能器的距离是以第⑥点最近，第④点最远.所以回波返回到换能器的顺序是第⑥点→第⑤点→第④点，这也充分表现出了斜距和平距的不同.第⑥点与第⑦点间海底是没回波的，这是被凸起海底遮挡的影区.第⑧点与第⑨点间海底是下凹的，第⑧点与第⑨点间海底也是被遮挡的，没有回波，也是影区.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.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.图1侧扫声纳回波强度示意图二、海洋油气管道现状近年来随着我国经济的不断发展，油气资源的勘探任务越来越重，国内各大油田在加紧部署人力、物力进行老油区的精细化管理的同时，也不断扩大油气勘探区域。

2011年2月第1期城　市　勘　测U rban Geotechnical I nvestigati on &SurveyingFeb .2011No .1文章编号:1672-8262(2011)01-156-03中图分类号:P631文献标识码:B物探技术在水下管线探测中的应用陈军1,23,刘建军13　收稿日期:2010—06—20作者简介:陈军(1979—),男,工程师,主要从事工程物探、工程检测及工程监测的应用与研究工作。

(11上海京海工程技术公司,上海　200122;　21上海东亚地球物理勘查有限公司,上海　201318)摘　要:简述了水域磁测、浅层剖面、侧扫声呐等物探方法的原理及工作方法,通过工程物探实例,展示了这些物探方法在水下管线探测中的应用效果,并简要分析了这几种方法的局限性。

根据物探方法的适用性,合理地选择将要实施的方法,取得了满意的效果。

关键词:物探方法;水下管线;磁测;浅层剖面;侧扫声呐1　引　言近年来,为了发展区域经济、改善交通,解决民生问题,东海大桥等海域桥梁工程及跨江的大桥与隧道等项目陆续上马。

这些江海施工作业遇到水下管线的问题越来越多,以东海大桥为例,大桥跨越了6条埋设于海底的光(电)缆。

水下管线特别是海底管线,因其特殊的地理环境造成海底管线施工后的资料与管线在海底的实际情况相差很大,而海上桩基施工等作业对海底管线要求比较高,如果没有明确管线位置则可能造成重大工程事故。

目前,探测水下管线的主要方法为磁法勘探、浅层剖面勘探、侧扫声呐等物探方法。

侧扫声呐主要探测裸露于水底面上的管线及采用开挖沟槽施工且沟槽痕迹清晰可见的水下管线;浅层剖面则用于探测具有一定规模的水下管线,如水下的雨污水管、燃气管、给水管等;磁法勘探主要用于探测具有磁性异常的管线,如光(电)缆、铁质的给水、燃气等管线。

2　物探探测原理211　磁测原理地球的基本磁场是一个位于地球中心并与地球自转轴斜交的磁偶极子的磁场,在整个地球表面,都有磁场分布,而且磁场强度、磁倾角、磁偏角随地区的不同而变化,但对于某一工程,研究的是局部小范围的磁场,我们可以把地磁场在该区域看作均匀分布的,一般在无铁磁性物质的土层中,其磁场强度就是地磁场,即背景场。

侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管线检测中的应用
董玉娟;周浩杰;王正虎
【期刊名称】《水道港口》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】介绍了侧扫声纳和浅地层剖面仪的工作原理，并根据海底管线铺设特点，侧扫声纳系统可以高效的探测出海底面以上管道的走向、平面位置、裸露高度等管线信息和海底地形等图像，而浅地层剖面仪可以精确的获取海底管线的裸露高度、埋设深度等管线信息和海底底质情况。

通过实例说明了侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管线探测的工作流程，总结出两种探测系统在探测海底目标上的优缺点，说明了多种探测手段的综合应用是海底管线探测技术的发展方向。

【总页数】6页(P450-455)
【作者】董玉娟;周浩杰;王正虎
【作者单位】中交天津港航勘察设计研究院有限公司，天津 300450;宁波上航测
绘有限公司，宁波 315200;宁波上航测绘有限公司，宁波 315200
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.侧扫声纳和单波束测深仪在海底障碍物探测中的综合应用 [J], 梁业松
2.侧扫声纳和浅地层剖面仪在表层淤泥探测中的应用 [J], 张惟河;梁思明;杨仁辉
3.侧扫声纳在护底工程软体排检测中的应用 [J], 沈立祥;陈浩;严文晗
4.侧扫声纳和浅地层剖面仪在海管断裂点定位中的应用 [J], 侯志民;施健;胡斌
5.侧扫声纳和浅地层剖面仪在杭州湾海底管线检测中的应用 [J], 周兴华;姜小俊;史永忠
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多波束测深系统和侧扫声呐在港口扫海测量中综合应用摘要：利用多波束测深系统探测海底目标是海道测量的重要任务之一，它与海洋船舶的航行安全、海洋环境的研究以及海底资源的勘探、开发和利用密切相关。

因此，进一步优化多波束测深系统，提高对海底目标的探测能力是关键任务之一。

2008年颁布的第五版国际海道测量标准(以下简称S-44)明确指出多波束分辨率是评价多波束测深系统探测能力的重要指标。

基于此，本篇文章对多波束测深系统和侧扫声呐在港口扫海测量中综合应用进行研究，以供参考。

关键词：多波束测深系统；侧扫声呐；扫海测量引言本文以海洋测量项目为基础，采用多波束测深系统和侧声纳进行海洋测量。

其中，多波束测深系统提供了更精确的平面位置和深度，但由于分辨率有限，当孔径增加时，海底反射的细节相对较低；侧声纳可以提供目标区域的二维高分辨率平面图像，但位置和水深信息不太准确。

对流域和水道等特征的地貌数据的研究表明，这两种海洋测量方法可以有很大的互补性。

多波束声纳图像与侧声呐图像相结合，可提供高精度、高分辨率的水下地貌和地貌叠加图像，为水道疏浚提供数据服务，并为航行、停泊等提供基础。

1侧扫声呐测线布设优化方法对于测线布设方向，考虑的主要内容是如何在声呐图像中最大限度地反映海底目标。

其基本原则：1）测线方向应尽可能与测量海区潮流流向平行。

在测量海区潮流影响不大的区域，选择海区的等深线方向为测线方向，进一步地，对于已知先验目标信息的海底目标探测，也可根据实际情况，选择平行于目标走向的方向作为测线方向；2）大面积海底扫描时，测线方向应相互平行；3）系统在海底目标处的分辨率应小于目标尺寸。

另外地，当采用粗扫+精扫的探测方式时，粗扫可先初步确定探测目标位置、形状、高度和走向等信息，对于有先验地形图的海区，结合测区坡度走向，选择与坡度走向垂直的方向作为粗扫测线方向。

再根据粗扫发现海底目标的位置、形状、高度和走向等信息，选择平行于目标走向的方向作为精扫测线方向。

声纳技术在海洋勘探中的应用海洋勘探是人类深入了解海洋及其资源、环境的重要手段。

其中，声纳技术的应用为海洋勘探提供了极大的便利和支持。

本文将从声纳技术的基本原理、应用场景、技术局限和未来发展等方面对其在海洋勘探中的应用进行探讨。

一、基本原理声纳技术是一种利用声波在介质中传播的特性，通过在发射器和接收器之间进行声波的互相转换，达到识别和勘探目标的技术。

其基本原理为利用声波在水中传播时的反射、折射、衍射等现象，通过接收这些被目标物体反射回来的声波信号，再进行信号处理和分析，以达到对目标物体的识别和探测。

二、应用场景1、石油勘探声纳技术在石油勘探中起着非常重要的作用。

其主要应用于进行海底地形的测量、探测海底沉积物及其他潜在油气资源的勘探等。

利用声纳技术，可以获得各种水下数据，如海底地貌、沉积厚度、油气藏形态、油气藏的深度等。

有了这些数据，可以指导勘探人员在有限的时间和资金内，更科学、更准确地进行勘探。

2、水声通信声纳技术还可以用于水声通信。

在深海勘探和其他一些需要进行远距离水下通信和控制的场合，采用声纳技术可以在水下通信中实现高速传输和远距离控制，达到更加准确和高效的目的。

3、海洋调查和环境监测声纳技术还广泛应用于海洋调查和环境监测领域。

在海洋研究、测量海底水文和海洋生态等方面也有应用。

通过声纳技术，可以更加准确地对海底地貌、海洋环境、水生生物等进行监测和探测，为海洋资源保护与利用提供科学依据。

三、技术局限1、成本高声纳技术相比其他探测技术来说成本较高，需要消耗更多的资金和设备租赁费用。

因此，仅有一些大型勘探单位和公司才有能力进行声纳勘探，远不能广泛应用。

2、颗粒度不够高声纳潜水器进行探测的数据质量和精度也受到一定的限制。

声波在水中传播时的反射、折射、散射等现象会使得一部分声波信号被携带到其他方向，从而产生噪声和数据不准确等问题。

3、受环境影响较大声纳技术的应用还受到气象、海洋环境变化等因素的影响，因此应用范围受到了一定程度的限制。

国产侧扫声呐在潜水作业中的应用研究摘要：本项目以某次打捞实例为研究对象，通过现场试验，研究我国自主研发的高频侧扫声纳在水上搜救中的应用效果，以及目前存在的问题，着重研究水下搜索与定位技术，为我国内河水库水域环境下的快速救援工作奠定理论基础。

关键词：侧扫声呐；水下搜救；水下目标搜寻；声呐图像；水下定位1.侧扫声呐成像原理侧扫式声纳一般是在机身两侧分别安装一组换能器，以实现对左、右两个方向的海底扫描。

在工作过程中，左右两个传感器同时发出同一频率的单频脉冲或线性调制脉冲，每一次发送完毕，都会立即进入接收状态，然后等待回波。

凸体硬底反射回波强度大，凹下软底反射波弱。

图1侧扫声呐结构图随着船舶的行驶，声纳基阵将持续地发送、接收已处理好的声波信号，并将其分解、加点滤波、补偿量化，经编码映射得到图像灰度。

图2侧扫声呐成像示意图当声纳运载器行进时，声纳会按照一定的运动参数设置一定的频率，将声波从左、右两个方向分别发送、接收，并将其与左、右两个方向的声波信号进行拼接，得到回波数据。

声纳对每一次接收到的回波信号进行编码，并对其头部和尾部进行加密处理，构成侧扫声呐瀑布布图。

在声波成像中，回波强度越大，图像中的图像也就越明亮，见图2中的4,5,6,10。

底部遮挡区无回声，在该图中显示为一块阴影区域，见图2.2的9波。

通常，声纳器材商也会在影像上添加颜色，这样就可以更容易地看到海底的起伏及障碍物。

2.侧扫声纳与潜水员协同配合方法2.1水下目标测定利用侧扫声呐实现大范围搜索，通过对侧扫声呐影像的分析，确定可疑目标点，初步探明潜航区水下环境。

确定了可能的目的地，他们就会制定出一套潜水计划，派出潜水员去探查目标，进行营救。

采用侧扫式声呐与潜水员协同工作，可有效地提高水下作业的安全性，并提高救援的效率。

2.2目标定位精度目标位置精度是指侧扫式声呐探测目标位置的精确距离。

通过对目标物的定位精度的分析，可以确定目标物的分布区，为制定潜水员的搜救计划提供参考。

总３４５期第ｌＯ期　２Ｏ０２年ｌＯ月　《水运工程》　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅ晒ｎｅｅｒｉｒ　Ｔｏｔａｌ　３４５　Ｎｏ．１０　

Ｏｃｔ．．２００２　

便携式侧扫声纳在探测海底地物中的应用　杨振林　（上海航道勘察设计研究院，上海２００１２０）　

摘要：介绍Ｅ—ＳＥＡ　ＳＣＡＮ　８００便携式侧扫声纳的主要技术特征，及在探测海底石油管线、软体排和扫海中的应用。　关键词：侧扫声纳；探测；海底地物；应用　中图分类号：ＴＭ９３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—４９７２（２００２）１０—００２８—０３　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｒｔａｂｌｅ　Ｓｉｄｅ　Ｓｃａｎ　Ｓｏｎａｒ　ｉｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｅａｂｅｄ　Ｏｂｊｅｃｔｓ　ＹＡＮＧ　Ｚｈｅｎ—ｌｉ“　（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｗａｙｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１２０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｈｉｅｆ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｅ——ＳＥＡ　ＳＣＡＮ　８００　ｐｏｒｔａｂｌｅ　ｓｉｄｅ　ｓｃａｎ　ｓｏｎａｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｈｃａ・－　ｔｉｏｎ　ｉｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅａｂｅｄ　ｏｉｌ　ｐｉｐｅｓ＆ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｍａｔｔｒｅｓｓｅｓ　ａｎｄ　ｓｅａ　ｓｗｅｅｐｉｎｇ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｔＭｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｄｅ　ｓｃａｎ　Ｓｏｎａｒ￣ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｓｅａｂｅｄ　ｏｂｊｅｃｔｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

在港口开发和航道整治中，经常需要探测海底地物　目标的位置、大小、埋深等。传统单波束测深由于测点密　度的限制，无法做到全覆盖。而多波束测深虽然可以做　到全覆盖，但扫测范围大大小于侧扫声纳，并且不能进行　现场判读，影响工作效率。由于工程需求，１９９８年我院引　进丹麦ＭＡＲＩＭＡＴＥＣＨ公司Ｅ—ＳＥＡ　ＳＣＡＮ　８００侧扫声纳，　经过在长江口地区测试，取得良好效果。经过几年的工　程实践，积累了一定的经验。　１产品性能及技术参数　１．１　Ｅ—ＳＥＡ　ＳＣＡＮ　８００主要特点　（１）仪器设计轻巧，构造精密，拖鱼和主机外壳都是　用不锈钢制造，携带安装方便。　（２）高、低频可以自由切换，在大范围类内粗略寻找　目标用低频（１０２Ｋｚ），目标概位确定以后，用高频（２００Ｋｚ）　精确测量目标尺寸。　（３）声纳换能器做成拖鱼状呈流线型，具有抗海面干　扰功能。　（４）系统自动控制增益强弱变化，始终得到最佳信　号。　（５）拖鱼与拖缆之间有安全连接装置，能够使拖鱼翻　越水中障碍，保证拖鱼安全。　（６）系统测深仪测量水深，并可设置高度报警，操作　员可以时刻监视拖鱼离海底高度。　（７）系统计算机控制发射接受，运算处理、记录、编　辑、标记、输出等，操作方便。　１．２　Ｅ—ＳＥＡ　ＳＣＡＮ　８００主要技术参数　（１）测扫范围：７５　４００ｍ（ＨＦ７５、１００、１５０，ＩＹ２００、３００、　４００）。　（２）深度范围：＜５００ｍ。　（３）频率：ＨＦ３２５Ｋｚ，ＬＦ１０２Ｋｚ。　（４）换能器：全长１．４ｍ，发射装置长０．４１ｍ，水平开角　０．３。，垂直开角７０。，俯角１０￣、２０￣可调。　（５）最大工作速度６ｋｎ，最大拖拽速度１２ｋｎ。　（６）显示：１０．４　ＴＦｒ彩显，６４０＊４８０像素，最多１２００００　色。　

海洋测量中的声纳成像技术声纳成像技术在海洋测量中的应用导言海洋是我们地球上一个广阔而神秘的领域，其中蕴藏着丰富的资源和生态多样性。

为了更好地利用和保护海洋，海洋测量技术变得至关重要。

在众多的海洋测量技术中，声纳成像技术以其高精度和强大的应用能力而备受瞩目。

本文将探讨声纳成像技术在海洋测量中的应用。

声纳成像技术简介声纳成像技术是一种利用声波进行目标检测和成像的技术。

它通过发射声波信号，利用声音在水中传播的特性，得到目标物体的回波信息并进行处理，最终生成目标图像。

这种技术在海洋测量中有着广泛的应用，包括海底地形测绘、水下目标搜索和水下建筑物的检测等。

海底地形测绘声纳成像技术在海底地形测绘中起到了至关重要的作用。

利用声纳仪，测量人员可以获取海底地形的详细信息，包括地貌、水深等。

这对于海洋资源的开发、海底工程的规划以及海洋生态的保护都具有重要意义。

声纳成像技术在这方面的应用已经非常成熟，可以快速、准确地获取大面积海底地形数据，并生成高精度的地形模型。

水下目标搜索深海是一个充满了未知的环境，许多船只、飞机等散落其中。

当这些航行器遇难时，寻找他们成为一项紧迫的任务。

声纳成像技术在水下目标搜索中发挥着重要作用。

通过声纳成像仪对水下目标进行搜索和定位，可以提高搜救效率，减少搜索时间。

声纳成像技术的高分辨率和远程侦测能力，使得寻找水下目标变得更加精确和高效。

它已经在许多水下目标搜救任务中发挥了重要作用。

水下建筑物检测声纳成像技术也可以用于水下建筑物的检测。

在海洋工程中，如海底管道、桥梁、码头等重要建筑物的安全检测至关重要。

通过声纳成像技术，可以对水下建筑物进行全面、快速的检测，及时发现潜在的安全隐患。

声纳成像技术的高分辨率和成像能力，可以清晰地显示水下建筑物的细节，对于维护海洋工程的安全和稳定具有重要意义。

声纳成像技术的挑战与未来发展尽管声纳成像技术在海洋测量中有着广泛的应用，但也面临着一些挑战。

例如，水声信号传播的复杂性、深海环境的高压与低温等问题都对声纳成像技术的性能提出了要求。

海洋测绘服务中的水下声呐技术在海洋地质调查中的应用随着科技的快速发展，海洋地质调查日益成为了海洋测绘中重要的任务之一。

为了实现对海底地质环境的准确了解，科学家们采用了各种各样的仪器和技术。

其中，水下声呐技术作为一种高效、精准的测量工具，已经在海洋地质调查中发挥了重要作用。

水下声呐技术是通过发射声波信号并记录其返回时间和强度来获取海底地形、物质分布和地质特征的方法。

它广泛应用于海底地形测绘、地质构造调查、海洋资源勘探等领域。

在海洋地质调查中，水下声呐技术主要用于以下几个方面：首先，水下声呐技术在海底地形测绘中的应用。

海底地形的准确测绘对于海洋地质调查至关重要。

水下声呐可以利用声波在水中的传播特性，通过探测声波的返回时间和强度，测量海底地形的高度和形状。

这样的测绘结果能够帮助科学家们理解海洋地质的演化过程，研究海底地形与构造特征之间的关系，为海洋资源勘探、海域使用规划等提供准确的地形数据。

其次，水下声呐技术在地质构造调查中的应用。

地质构造是指地壳中各种构造类型，如断裂、褶皱等。

通过水下声呐技术，科学家们能够探测到海底地壳的各种构造特征，识别和分析地质断层、褶皱等地球构造现象。

这对于理解海底地壳的演化历史、推测地震活动区域等都具有重要意义。

同时，在海洋地质调查中，也能够帮助科学家们理解地质构造对海底沉积和海底地形的影响。

例如，地质构造的变化可能导致海底地形的变化，从而对海洋生态环境的保护和资源开发提供科学依据。

此外，水下声呐技术在海洋资源勘探中的应用也十分重要。

海洋中蕴藏着丰富的油气资源、矿产资源和生物资源等。

通过水下声呐技术，科学家们可以探测到海底油气田、矿床等资源的分布与储量情况。

音频的强度和波形可以提供有关海底沉积物性质和潜在资源类型的信息。

这对于海洋资源的开发和利用至关重要，能够帮助科学家们选择合适的开采区域和提供资源勘探的可行性评估。

然而，水下声呐技术在海洋地质调查中也存在一些挑战。

首先，随着水深的增加，声波在水中的传播速度和信号强度都会发生改变，影响声呐技术的测量精度。