為了改善現(xiàn)有的反向散射強(qiáng)度傳播損失改正方法在混濁水域適應(yīng)性較弱的問(wèn)題,提出了混濁水域聲傳播損失計(jì)算模型。首先利用不同深度的海洋環(huán)境參數(shù)構(gòu)建聲波吸收系數(shù)剖面,然后基于聲速,沿波束傳播路徑,對(duì)每個(gè)波束分層計(jì)算傳播損失。實(shí)驗(yàn)分析表明,本方法傳播損失改正效果最佳,其Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值僅為0.04,遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)模型和TVG改正,大大減弱了混濁水域情況下多波束回波強(qiáng)度與傳播距離的相關(guān)性,有效改善了多波束聲吶圖像的質(zhì)量。 

【文章來(lái)源】：海洋科學(xué). 2020,44(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

多波束聲吶信號(hào)流程圖

因此根據(jù)聲吶方程,影響海底固有反向散射強(qiáng)度BSB的因素主要有SL、EL、TL、NL、Dr等。傳播損失TL定量描述了聲波傳播一定距離后聲強(qiáng)度的衰減變化,傳播損失由擴(kuò)展損失和吸收損失兩部分構(gòu)成,圖2展示了影響傳播損失的主要因素。擴(kuò)展損失是由聲波本身的傳播特性決定的,聲波在傳播過(guò)程中波陣面不斷擴(kuò)大,單位面積能量減少,衰減的速率與波陣面的表面積成正比。對(duì)于多波束聲吶系統(tǒng)發(fā)射的球面波,其衰減的速率與傳播距離平方成正比[11]。吸收損失的本質(zhì)是聲傳播過(guò)程中部分聲能轉(zhuǎn)化為其他能量(如熱能),且不可逆,主要包括化學(xué)弛豫吸收和黏滯吸收,弛豫吸收是指海水中的分子在聲波作用下發(fā)生離解和締合,消耗聲波的能量,黏滯吸收是由于慣性黏滯作用將速度梯度能量轉(zhuǎn)化為熱能而產(chǎn)生的能量損失[12]。1.2 常用傳播損失改正方法

在進(jìn)行多波束反向散射數(shù)據(jù)處理時(shí),發(fā)現(xiàn)根據(jù)傳統(tǒng)方法處理的結(jié)果中反向散射強(qiáng)度值隨傳播距離的增大而減少,這是由于傳統(tǒng)的改正方法未考慮混濁海水中顆粒物對(duì)傳播損失的影響,沒(méi)有完全去除傳播損失。因此,如何處理懸浮顆粒物對(duì)吸收損失的影響是混濁海水傳播損失計(jì)算的關(guān)鍵。本文從聲學(xué)機(jī)理出發(fā),重新構(gòu)建了多波束聲吶數(shù)據(jù)吸收損失計(jì)算模型,使用水體溫度對(duì)海洋環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)分層,然后基于聲速,對(duì)每個(gè)波束分層計(jì)算吸收系數(shù)和傳播距離,最后將各層傳播損失累計(jì),得到每個(gè)波束的傳播損失,改正流程圖如圖3所示。2.1 聲波傳播損失模型改正

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多波束聲學(xué)底質(zhì)分類研究進(jìn)展與展望[J]. 唐秋華,紀(jì)雪,丁繼勝,周興華,李杰.  海洋科學(xué)進(jìn)展. 2019(01)
[2]Simrad EM多波束反向散射強(qiáng)度數(shù)據(jù)精處理研究[J]. 金紹華,翟京生,劉雁春,周興華,李明叁,唐秋華.  測(cè)繪科學(xué). 2010(02)
[3]中國(guó)近海懸浮顆粒物海水聲波衰減[J]. 彭臨慧,王桂波.  聲學(xué)學(xué)報(bào)(中文版). 2008(05)
[4]多波束反向散射強(qiáng)度數(shù)據(jù)處理研究[J]. 唐秋華,周興華,丁繼勝,劉忠臣,杜德文.  海洋學(xué)報(bào)(中文版). 2006(02)
[5]多波束測(cè)深系統(tǒng)最優(yōu)聲速公式的確定[J]. 周豐年,趙建虎,周才揚(yáng).  臺(tái)灣海峽. 2001(04)



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