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淺述側(cè)掃聲納的工作原理

更新時(shí)間:2020-09-23   點(diǎn)擊次數(shù):1583次
  側(cè)掃聲納的基本工作原理與側(cè)視雷達(dá)類(lèi)似,側(cè)掃聲納左右各安裝一條換能器線陣,首先發(fā)射一個(gè)短促的聲脈沖,聲波按球面波方式向外傳播,碰到海底或水中物體會(huì)產(chǎn)生散射,其中的反向散射波(也叫回波)會(huì)按原傳播路線返回?fù)Q能器被換能器接收,經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖。
  一般情況下,硬的、粗糙的、凸起的海底,回波強(qiáng);軟的、平滑的、凹陷的海底回波弱,被遮擋的海底不產(chǎn)生回波,距離越遠(yuǎn)回波越弱。將每一發(fā)射周期的接收數(shù)據(jù)一線接一線地縱向排列,顯示在顯示器上,就構(gòu)成了二維海底地貌聲圖。聲圖平面和海底平面成逐點(diǎn)映射關(guān)系,聲圖的亮度包涵了海底的特征。2點(diǎn)位于聲吶的正下方,回波是很強(qiáng)的正發(fā)射波;4、5、6回波較強(qiáng),6的回波先到換能器,然后是第5點(diǎn),第6點(diǎn)。6、7點(diǎn)沒(méi)有回波,產(chǎn)生陰影區(qū)。
 

  隨著水下聲吶載體的不斷移動(dòng),聲吶陣在前進(jìn)過(guò)程中不斷發(fā)射、接收處理,記錄逐行排列,在顯示器上每一行掃描線上逐行顯示出每次發(fā)射返回的回波數(shù)據(jù),各個(gè)回波到達(dá)時(shí)分分別對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的位置,即像素坐標(biāo),回波的幅值對(duì)應(yīng)各點(diǎn)的亮度,即像素灰度值。
  側(cè)掃聲納可以顯示微地貌形態(tài)和分布,可以得到連續(xù)的有一定寬度的二維海底聲圖,而且還可能做到全覆蓋不漏測(cè),這是測(cè)深儀和條帶測(cè)深儀所不能替代的,所以港口、重要航道、重要海區(qū),都要經(jīng)過(guò)側(cè)掃聲納測(cè)量。
  側(cè)掃聲納的海底聲圖可以顯示出地質(zhì)形態(tài)構(gòu)造和底質(zhì)的大概分類(lèi),尤其是巨型側(cè)掃聲納,可以顯示出洋脊和海底火山,是研究地球大地構(gòu)造和板塊運(yùn)動(dòng)的有力手段。
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