【摘要】： 本文從國家專項課題“西北太平洋海底環(huán)境調查”的子專題“EW(Q)區(qū)塊多波束海底地形調查”的科學需求出發(fā),以多波束測深理論為依托,從聲速校正方法的理論研究到基于各種方法的仿真實驗,從東海沙脊區(qū)聲速剖面特性分析到其對測深的影響,將聲速校正方法理論研究的成果應用到東海沙脊區(qū)多波束調查的數(shù)據(jù)處理中,從理論到實踐完成了多波束測深系統(tǒng)聲速校正方法研究及其在東海沙脊區(qū)海底地形校正中的應用。 聲速剖面精度及其校正方法直接影響多波束測深數(shù)據(jù)的精度,其主要原因是由于環(huán)境參數(shù)直接影響著聲線折射彎曲程度。因此,針對不同的海區(qū)環(huán)境,實時對多波束測深系統(tǒng)的聲線進行跟蹤,選取或建立針對調查區(qū)的校正方法,以提高測量精度成為目前多波束勘測工作中的研究熱點。本文主要從數(shù)據(jù)后處理方面,對多波束測深系統(tǒng)聲線彎曲的改正方法加以研究,其結果在選擇的目標調查區(qū)得到了很好的應用。 本文在分析了聲速結構對聲線彎曲影響的基礎上,提出了要對實際現(xiàn)場測量的聲速剖面進行仔細研究分析,選取相應的措施或技術方法對原始勘測資料進行處理,以提高多波束聲線彎曲修正精度;通過統(tǒng)計分析現(xiàn)有的5種聲速經(jīng)驗公式得出了適合不同水層的最優(yōu)聲速公式,其成果在淺水區(qū)被驗證是正確的,具有推廣使用的可能性;建立了在深度方向上采用聲線跟蹤技術進行聲速補償,以提高深度測量精度的技術方法,給出了利用現(xiàn)場測得的聲速——深度分布曲線進行聲線跟蹤的數(shù)學模型;利用所給的聲線跟蹤技術進行聲速補償,可以大大提高海底深度和對應海底點位置測量的精度;考慮到聲線跟蹤法的缺陷,論證并提出了等效聲速剖面法聲線改正模型,給出了聲線改正方法的計算過程,并對其優(yōu)缺點進行了系統(tǒng)的分析;根據(jù)國家專項EW區(qū)塊多波束調查結果,進行了資料精細后處理。重點針對調查區(qū)聲速剖面時空結構的特點,分別采用聲線跟蹤技術和等效聲速剖面法對實測多波束水深數(shù)據(jù)進行了聲速校正處理,最大限度地減小了因為聲速剖面的多變性帶來的測量誤差值。
【圖文】：

圖 2.1 Simrad EM950/1000 多波束聲納系統(tǒng)組成單元2.2 多波束系統(tǒng)的聲學原理分析本節(jié)將根據(jù)聲學理論，對多波束系統(tǒng)的測量原理進行分析。2.2.1 聲波的反射和折射原理分析聲波遇到不連續(xù)界面所產(chǎn)生的反射和折射現(xiàn)象如圖 2.2 所示。

海底反射特征通常采用反射損失來表示。反射損失 L ( dB )定義為：L = 20 lgR(2.12)在聲波垂直入射海底時，對泥沙質沉積層海底 0.315nR = ，則 L = 10dB；對巖石海底反射損失少，測深儀具有更強的測深能力。在聲波隨深度線性變化的介質中，聲線表現(xiàn)為具有不變曲率半徑的圓弧。下面對聲速線性變化介質中聲線為圓弧作論證。假定聲速隨深度z 呈0C ( z )= C + gz變化，，則由圖 2.3(a)可知，
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：P714.6

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 陸秀平;邊少鋒;黃謨濤;翟國君;;常梯度聲線跟蹤中平均聲速的改進算法[J];武漢大學學報(信息科學版);2012年05期

相關博士學位論文 前1條

1 么彬;多子陣波束域高分辨水聲成像技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

本文編號：2671606