侧扫声呐概述

《侧扫声呐概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、侧扫声呐概述侧扫声呐是由Side-ScanSonar—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。由屮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。侧扫声呐冇许多种类型，根据发射频率的不同，可以分为高频、屮频和低频侧扫声呐；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，还口J以划分为舷挂式

2、和拖曳式侧扫声呐，单频和双频侧扫声呐，E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。，以保证冇较高分辨率；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，换能器阵接收來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。回波信号较强的口标图像较黑，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，

3、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、拖曳休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。从侧扫声呐的记录图象上，能判读出泥、沙、岩石等不同底质。利用数字信号处理技术获得的小视野放大图象能分辨目标的细节。1侧扫声呐基本工作原理工作原理示意图如图

4、1和图2所示。左、右两条换能器具有扇形指向性。在航线的垂直平面内开角为®V,水平面内开角为®H。当换能器发射一个声脉冲时,可在换能器左右侧照射一窄梯形海底，如图左侧为梯形ABCD,可看出梯形的近换能器底边AB小于远换能器底边CD。当声脉冲发出之后，声波以球而波方式向远方传播，碰到海底后反射波或反向散射波沿原路线返回到换能器，距离近的回波先到达换能器，距离远的回波后到达换能器，一般情况下，正下方海底的回波先返回，倾斜方向的冋波后到达。这样，发出一个很窄的脉冲之后，收到的冋波是一个时间很氏的脉冲串。硕的、粗糙

5、的、突起的海底冋波强，软的、平坦的、下凹的海底回波弱。被突起海底遮挡部分的海底没冇回波，这一部分叫声影区。这样回波脉冲吊各处的幅度就大小不一，回波幅度的高低就包含了海底起伏软硬的信息。一次发射口J获得换能器两侧一窄条海底的信息，设备显示成一条线。在工作船向前航行，设备按一定吋间间隔进行发射/接收操作，设备将每次接收到的一线线数据显示出来,就得到了二维海底地形地貌的声图。声图以不同颜色（伪彩色）或不同的黑白程度表示海底的特征，操作人员就可以知道海底的地形地貌。图二、航行方何分看元2侧扫声呐主要性能指标侧扫声

6、呐的主要性能指标包扌舌工作频率、最大作用距离、波束开角、脉冲宽度及分辨率等，这些指标都不是独立的，它们Z间相互都冇联系。侧扫声呐的工作频率基木上决定了最大作用距离，在相同的工作频率情况卞，最大作用距离越远，其一次扫测覆盖的范围就越人，扫测的效率就越高。脉冲宽度直接影响了分辨率，一般来说，宽度越小，其距离分辩率就越高。水平波朿开角直接影响水平分辨率，垂直波束开角影响侧扫声呐的覆盖宽度，开角越大，覆盖范围就越大，在声呐正下放的盲区就越小。只耍了解了这些指标，侧扫声呐的性能就大致知道To3侧扫声呐基本系统组成和

7、功能侧扫声呐基本系统的组成一般包括工作站、绞车、拖鱼、热敏记录器或打印机（可选件）、GPS接收机（可选件）及其它外部设备等。3.1工作站工作站是侧扫声呐的核心，它控制整个系统的工作，具有数据接收、采集、处理、显示、存储及图形镶嵌、图象处理等功能。它由硕件和软件两部分组成，硕件主耍包括一台高性能的主计算机及接收机，软件包括系统软件和应用软件。3.2绞车与拖曳电缆绞车是侧扫声呐必不可少的设备，曲绞车和吊杆两部分组成，其主要的作用是对拖尙进行拖曳操作。绞车有电动、手动和液压等几种型号，它们各有利弊，可以根据实际

8、的使用环境来选择。一般在浅海小船作业时，可以选择手动绞车，体积小，质量轻，搬运比较方便，而冃不需要电源。在深海大船使用时，可以选择电动或液压的绞车，液压绞车收放比较方便，但价格一般都比较贵，电动绞车在性能价格比上有一定的优势。拖曳电缆安装在绞车上，其--头与绞车上的滑环相连，另一头与侧扫声呐的鱼休相连。拖缆有两个作用，第一是对拖鱼进行拖曳操作，保证拖鱼在拖曳状态下的安全；第二是通过电缆传递信号。拖缆有两种类型，强度增强的多芯轻