侧扫声纳在海域使用动态监测中的应用.pdf

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1、侧扫声纳在海域使用动态监测中的应用杨仁辉(中交广州航道局有限公司，广东广州510220)应用研究摘要：侧扫声纳为海域使用动态监测提供水域面皆界址，在实施过程中有两个方面的重点，一是判别水域界限边界，二是确定边界地理坐标位置。根据动态监测的技术特点，细致安排测量方案，灵活改变测量方式，获得高清晰度和分辨率的水下图像。反复测量数据比对，获得平均坐标值，并与RTK坐标数据比对，其坐标误差范围完全满足规范要求。关键词：动态监测；侧扫声纳；旁挂式；中误差中图分类号：P204文献标识码：A文章编号：1674—3()24(2f)14)6—261一()2刖吾近年米，国家加强了对：I：程建设巾

2、海域使用的监测力度，改变了以往只在工程竣工时进行面积界址界定的做法，实ijr海域使用的动态监测做法。根据《南海区填海项目海域使用与海洋环境动态监测技术大纲》的要求，对审批的工程项月填海海域使用区向海外扩1()0m的范附进行海域使用范闱动态监测。这样做的日的足为了更好地动态掌握工程项n建设期间填海的实际界址及而积，防止超填、越界围填等非法J『_11海行为的发牛，为海洋行政主管部门在该项日海域使用填海竣工验收时提供项目施工期间、施工后(竣工验收前)填海用海区状态的科学依据。海域使用动态监测过程中陆域部分使用全站仪、RTK等设备进行测量，水域部分是使用测深仪进行水深测量，绘制水下地

3、形图，使用侧扫声纳进行声纳扫测，获得水下地貌图，根据水深变化和水下地貌特征界定实际使川而积界址。而水域部分是海域使用而积组成中最重要的部分，是界定海域使用合法性的关键，南此可见侧扫声纳的使用在海域使用动态监测中有着非常重要的作用。1侧扫声纳的工作原理侧扫声纳是由sitIesc舢mnar一词意译而来，是利用同声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，又称旁侧声呐或地貌仪。声呐向水中发射声波，通过接收水下物体反射回波发现口标，并测量其参量。口标距离可通过发射脉冲和回波到达时间差估计。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，被遮挡的海底产生网波，距

4、离越远同波越弱。利用接收机和计算机对脉冲信号进行处理，最终变成数学参量显永在屏幕上，每一次发射的回波数据显示在屏幕的一条横线．卜-，每一点屁示的位罱和回波到达的时刻对应，每一点的亮J堂和回波幅度有关。将每一发射周期的接收数据按线形纵向排列，就构成了二维海底地貌声像图。一降Il侧0f1，!i纳’Ii作演示罔日胁国内外使用的主流侧扫声纳采用的是双频双通道换能器，即两个频率同时T作同时采集处理，同时基本上都2014年第6期采朋线性调制技术(ch-rp)。拖鱼上的两个换能器倾斜放置，水平开角很小(1。一20)，垂直波束很宽(400左右)，通常采用拖曳式方式对海底扫描。波束频率一般采用

5、100Khz至1600Khz，其垂直分辨率非常高，可清晰的识别和反映海底地物地貌。现在侧扫声纳J“泛的应用于目标定位、海底特征的确定、石油一【业应用、疏浚、扫雷、环境应用、渔业等多领域中。2海域使用动态监测技术特点海域使用动态监测的首要目的就是要确定填海界限，包括陆域和水域两部分，水域部分界限的界定主要依靠就是侧扫声纳测得的海底地貌图。所以侧扫声纳的工作包括两方面主要的技术内容，一是判别水域界限边界，二是确定边界地理坐标位置。正确判别水域界限的边界就要保证声纳图像的清晰度和分辨率，要确定边界地理坐标位置就要保证坐标位置的准确性。而按照以往常规的侧扫声纳测量方法进行：l：作，很

6、难同时满足这两个要求。首先一般使用侧扫声纳测量时采用的是船后拖曳方式，目的是保证拖鱼的稳定姿态，使其不受测量船摆动的影响。但因为采用式非刚性连接，这利·方式无法保证定位的准确性，另外因为要尽量靠近目标体，拖曳方式容易造成拖底和碰撞，安全性较差。其次如果采用船舷旁挂方式，拖鱼与测量船是联动的，所以受测量船姿态影响比较大，在天。C条件不好的情况下成像的清晰度较差，同时易受测量船发动机、水花等噪声影响。而动态监测区域由于受施_T、水文地理条件影响，安全性和操作性都比较差，这就必须采取不同的工作jJ．式来满足动态监测的目标要求。3案例分析广西壮族自治州防城港市某核电’【程海域使用动态

7、监测项几要求是确定进m水口内围堰、堤坝基床或回填物倾埋水下的外缘线坐标。采用的侧扫声纳设备为美国克莱因公司的Klein3000型，重量轻，可靠性高。冈2KIrin3()()o侧扫声纳系统3．1目标区域条件目标区域位于防城港市红星村旧址附近，紧邻钦州港。建筑建材装饰261应用研究该区域为混合潮型，大、中潮为正规日潮'，J、潮为不正规半日潮。自然水深很浅，近岸区域低潮时海底裸露，水下地形复杂伴有大量礁石。监测时期出水口正在抛石，进水口抛石同时进行工字块码放。安全和水文条件非常恶劣。3．2采取措施根据目标区域