【2017年整理】侧扫声呐记录解释.doc

侧扫声呐记录
解释
Side Scan Sonar Interpretation
美国劳雷工业公司
序言
在过去的二十多年里,侧扫声呐在海道测量、海洋工程地质调查以及海洋地质科学研究中得到了广泛的应用。它能够迅速快捷的执行各种海洋调查任务。目前已成为海洋测量调查研究的必不可少的重要手段。
第一部分 声呐的基本组成和应用
概述
在这章里我们将看到声呐基本组成和声呐系统一般地工作状况,并单独的介绍了侧扫声呐的特点,侧扫声呐图象形成机理。同时也介绍了侧扫声呐记录图谱解释基础。
在这章的最后,讨论这一技术的应用。并列举了部分记录实例。
声呐的基本组成
图1显示了主动式声呐系统的基本组成部件。这从一个简单的回声测深仪直到如此复杂精密的侧扫声呐,各系统的差异在于它们的设计的细节以及组成各个部件的器件电路不同。主动式和被动式声呐的不同在于在主动式声呐系统中,系统发射一声信号,并且收听从目标反射回来的信号;而被动式声呐系统它自己不向下发射出声信号,只是用自己的方式在收听水中的声信号。
换能器是任何声呐系统的核心部件,它将一种能量转变成另外一种能量的装置。大多数声呐的换能器是压电陶瓷的,这种物质具有这样一种物理特性,当一个电压加到它上时将引起它的物理形态发生改变,它将由发射机所产生的振荡电场转换成机械形变,这种形变传送到水中,在水中产生振荡的压力即声脉冲。声波在水中,按照水的物理性质所确定的方式传播,直到它碰到一些物体,例如海底或在水中的目标。一部分声波离去,一部分被反射返回到换能器基阵。
同一个换能器即可用来发射声呐脉冲又可用来收听反射的回声信号。换能器又是一种检测声压力变化的机械装置,它将压力变换转换成电能。这种电能被声呐的接收部分检测并且放大。
最后,必须有一个具有控制功能的主单元,对系统各个部件同步操作提供一个标准的精确的钟。一控制部分将显示所接收的数据,如测深仪上闪烁的灯或高分辨率的屏幕显示,以及热敏记录纸显示侧扫声呐/浅地层剖面仪所接收的数据。
声呐系统并不是直接测量深度或者距离的。声呐实际上是测量和显示的是时间,这一时间是从所发射的声呐脉冲离开换能器阵在介质中传播到目标,然后返回换能器的时间。声呐的精度取决于系统测量这个时间的准确度。然而,通常我们对时间不趣。而对距离感兴趣,我们将声呐做为一个测量工具,我们所关心的是从换能器到目标的距离。这个距离是与声波的传播时间相关的,即与声波在水中的速度相关的,十分碰巧这是一个已知数字。当确定距离时,应考虑到我们测量的是二倍程的传播时间,必须加以校正。
声呐信号在进行必要的处理后,送到记录显示单元如(CRT,热敏记录仪等),并且可以存储在大容量的记录媒体上(如磁光盘或Exabyte磁带上)。
通常声呐图像是有两个通道组成,这两个声呐通道靠在一起,我们称为“中心输出”显示。图6中显示了两个通道的记录数据,记录数据的中心,相当于拖鱼的轨迹。