武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院海洋測(cè)繪考試復(fù)習(xí)_第1頁(yè)
武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院海洋測(cè)繪考試復(fù)習(xí)_第2頁(yè)
武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院海洋測(cè)繪考試復(fù)習(xí)_第3頁(yè)
武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院海洋測(cè)繪考試復(fù)習(xí)_第4頁(yè)
武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院海洋測(cè)繪考試復(fù)習(xí)_第5頁(yè)
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海洋:海洋是地球表面包圍大陸和島嶼的廣大連續(xù)的含鹽水域。海洋測(cè)繪特點(diǎn):垂直坐標(biāo)和平面位置同步測(cè)定;海底控制點(diǎn)的距離相隔較遠(yuǎn);動(dòng)態(tài)測(cè)量;采用低頻電磁波信號(hào);測(cè)深并進(jìn)行測(cè)深改正;無(wú)法進(jìn)行重復(fù)觀測(cè),須同步觀測(cè)。海洋測(cè)繪任務(wù):為研究地球形狀提供更多的數(shù)據(jù)資料。為研究海底地質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供必要的資料。為海洋環(huán)境研究工作提供測(cè)繪保障。對(duì)各種不同的海洋開(kāi)發(fā)工程,提供它們所需要的海洋測(cè)量服務(wù)工作。海洋測(cè)繪的任務(wù):(根據(jù)海洋測(cè)量工作的目的不同)①科學(xué)任務(wù):1為了研究地球形狀提供更多的數(shù)據(jù)資料;2.為研究海底地質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供必要的資料;3.為海洋環(huán)境研究工作提供測(cè)繪保障。②實(shí)用性任務(wù):主要指的是對(duì)各種不同的海洋開(kāi)發(fā)工程,提供它們所需要的海洋測(cè)量服務(wù)工作。海洋測(cè)量分為:海洋重力測(cè)量,海洋磁力測(cè)量,海水面的測(cè)定,大地控制與海底控制測(cè)量,定位、測(cè)深、海底地形勘測(cè)和制圖等海洋測(cè)繪:是海洋測(cè)量和海圖繪制的總稱,是一門(mén)對(duì)海洋表面及海底的形狀和性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定和描述的科學(xué)。主要內(nèi)容:海洋大地測(cè)量、水深測(cè)量、海洋工程測(cè)量、海底地形測(cè)量、障礙物探測(cè)、水溫要素釣場(chǎng)、海洋重力測(cè)量、海洋磁力測(cè)量、海洋專題測(cè)量、海區(qū)資料調(diào)查;以及各種海圖、海圖集、海洋資料的編制和出版,海洋地理信息的分析處理及應(yīng)用。海洋地形分為:海岸帶、大陸邊緣和大洋底。海岸帶:是海陸交互的地帶,是在波浪潮汐和海流等作用下形成的。組成:海岸、海灘及水下岸坡。大陸邊緣:是大陸和大洋連接的邊緣地帶。組成:大陸架、大陸坡、大陸隆及海溝。大洋底:是大陸邊緣之間的大洋全部部分。組成:大洋中脊,大洋盆地。海岸:就是陸地和海洋相互作用,相互交界的地帶。海岸線:是近似于多面平均大潮高潮的痕跡所形成的水陸分界線。海灣是指洋或海延伸進(jìn)入大陸部分的水域。其深度逐漸減小。海灣中海水的性質(zhì)與其相近的洋或海中水的狀況相似海洋大地測(cè)量:研究海洋大地控制點(diǎn)及確定地球形狀大小,研究海面形狀變化的科學(xué),其中包括與海面,海底遺跡海面附近進(jìn)行精密測(cè)量和定位有關(guān)的海事活動(dòng)海洋大地控制網(wǎng):海洋大地測(cè)量控制網(wǎng)是陸上大地網(wǎng)向海域的擴(kuò)展。它是一切海洋活動(dòng)中所進(jìn)行海洋測(cè)繪工作的基礎(chǔ)。海洋大地測(cè)量控制網(wǎng)主要由海底控制點(diǎn)、海面控制點(diǎn)(如固定浮標(biāo))以及海岸或島嶼上的大地控制點(diǎn)相連而組成。海洋大地控制網(wǎng)的作用:1,大比例尺海底地形測(cè)量,尤其是大洋區(qū)域基本海圖測(cè)繪的控制基礎(chǔ)。2,對(duì)解決大地測(cè)量中地球形狀和大小的確定提供科學(xué)依據(jù)。3,為高精度定位的海上或水下工程作業(yè)提供定位。4,對(duì)大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng),地殼升降運(yùn)動(dòng)以及地震、火山活動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)??傊且磺泻Q蠡顒?dòng)中所進(jìn)行海洋測(cè)繪工作的基礎(chǔ)海洋控制網(wǎng)包括:以固定浮標(biāo)為控制點(diǎn)的控制網(wǎng),海岸控制網(wǎng),島嶼控制網(wǎng),島嶼-陸地控制網(wǎng)。海面大地測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè):采用的幾何圖形于陸地上大地網(wǎng)基本相同,通常采用三角形網(wǎng),四邊形網(wǎng),中點(diǎn)多邊形網(wǎng)等。采取逐級(jí)控制的方法,按片形或鎖形兩種方式布設(shè)海底控制點(diǎn):由固設(shè)與海底的中心標(biāo)石和水聲照準(zhǔn)標(biāo)志組成。基本點(diǎn):與陸地大地網(wǎng)直接聯(lián)接的海洋大地控制點(diǎn)。加密點(diǎn):在基本點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加密設(shè)置的海洋大地控制點(diǎn)。海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定的步驟:① 海底控制點(diǎn)的定標(biāo):當(dāng)水聲聲標(biāo)按布設(shè)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案投入海底后,要對(duì)控制點(diǎn)的深度,相互間距離以及方位進(jìn)行測(cè)定。1.海底控制點(diǎn)深度的測(cè)定;2.海底控制點(diǎn)間距離的測(cè)量;3.海底控制點(diǎn)方位的測(cè)定.②海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定:1.單個(gè)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定:a)兩點(diǎn)交會(huì)法;b)最近路徑點(diǎn)測(cè)定法;c)三點(diǎn)空間交會(huì)法;d)距離差法.2.利用GPS實(shí)現(xiàn)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的聯(lián)測(cè)。已知控制點(diǎn),確定目標(biāo)須滿足:①測(cè)量船必須位于作為海底控制點(diǎn)的水聲聲標(biāo)的有效位置;②至少需要三個(gè)這樣的控制點(diǎn)水聲聲標(biāo)的有效距離,即聲信號(hào)的最大傳播距離。這里的有效距離,指的是有效水平距離影響水聲聲標(biāo)有效距離的因素(1)聲信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度和頻率;(2)聲信號(hào)傳播路徑中噪聲的掩蓋作用;3)聲信號(hào)傳播過(guò)程中的衰減;(4)聲射線的折射特性。主動(dòng)式水聲照準(zhǔn)標(biāo)志:實(shí)際上是一種水聲聲標(biāo),它能主動(dòng)發(fā)射出強(qiáng)度足以保證測(cè)量船上的水聲設(shè)備能在其有效作用距離內(nèi)接收到該信號(hào);或者當(dāng)接收到船臺(tái)發(fā)射出的詢問(wèn)聲信號(hào)后,能轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答聲信號(hào)被船臺(tái)接收。被動(dòng)式照準(zhǔn)標(biāo)志以自身表面反射來(lái)自船上水聲設(shè)備所發(fā)射的聲信號(hào)再被船臺(tái)接收,這種水聲照準(zhǔn)標(biāo)志稱為。簡(jiǎn)述海底控制網(wǎng)的建立思想以及數(shù)據(jù)處理流程?海底控制點(diǎn)網(wǎng)一般建成三角網(wǎng)或正方形,且測(cè)量船在網(wǎng)中至少能同時(shí)測(cè)量三個(gè)控制點(diǎn)。海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)定一般分為兩步進(jìn)行:一是海底控制點(diǎn)定標(biāo);二是海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的確定。當(dāng)水聲聲標(biāo)按照布網(wǎng)設(shè)計(jì)方案投放到海底后,要對(duì)控制點(diǎn)的深度、相互間距離以及方位進(jìn)行測(cè)量,這項(xiàng)工程稱為海底控制點(diǎn)的定標(biāo)。海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的確定有單點(diǎn)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的確定和利用GPS實(shí)現(xiàn)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的聯(lián)測(cè)。單個(gè)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)的確定的方法有:1.兩點(diǎn)交會(huì)法2.最近路徑點(diǎn)測(cè)定法3.三點(diǎn)空間交會(huì)4.距離差法利用GPS實(shí)現(xiàn)海底控制點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)的數(shù)據(jù)處理流程為:1)誤差方程式(1)船位到已知點(diǎn)的觀測(cè)法誤差式2)船位到海底控制點(diǎn)觀測(cè)距離的誤差式(3)總的誤差方程式2)法方程式及平差結(jié)算水文觀測(cè):是指在江河、湖泊、海洋的某一點(diǎn)或斷面上觀測(cè)各種水文要素,并對(duì)觀測(cè)資料進(jìn)行分析和整理的工作。海洋水文要素:海水溫度,海水鹽度,海水密度,海水透明度、水色,潮汐,海波束在海水中的折射特性,可通過(guò)Snell法則很好的反映。入射角q10時(shí),波束在界面處發(fā)生折射,若經(jīng)歷的水柱中有N+1個(gè)不同介質(zhì)層,則產(chǎn)生N次折射,波束的實(shí)際傳播路徑為一個(gè)連續(xù)折線,即聲線。Snell法則不但解釋了波束在水中的傳播特性,還給出了求解聲線路徑的算法。解釋:由于折射結(jié)果,當(dāng)聲速隨深度增加而增加時(shí),聲線向上彎曲并經(jīng)海面反射;當(dāng)聲速隨深度增加而減小時(shí),聲線彎向海底并經(jīng)海底反射。由于水面反射的損耗遠(yuǎn)比海底小,淺海冬季聲速多呈增大分布,故冬季聲能傳播較夏季遠(yuǎn)得多,表層溫度很高的夏季聲能的傳播條件最差。海面反射:聲波由海水射向海面時(shí),在海水與空氣界面上所產(chǎn)生的反射,海底反射:聲波由海水射向海底時(shí),在海水與海底的界面上所產(chǎn)生的反射,聲線彎曲規(guī)律;聲波在海水中傳播時(shí),會(huì)在介質(zhì)常數(shù)不同的兩個(gè)水層界面處產(chǎn)生反射、折射和某種程度的反向散射。其中折射現(xiàn)象起因于海水是非均勻介質(zhì),這也是導(dǎo)致波束聲線彎曲和傳播速度發(fā)生改變的根本原因。折射后的聲線是向聲速減小的方向彎曲。聲線的彎曲程度和方向與聲速在垂直方向的變化相互聯(lián)系,聲速變化越大,彎曲越顯著。此外,聲波的傳播速度在溫水區(qū)要比冷水區(qū)快,且向冷水區(qū)(即聲速較低的水區(qū))彎曲。因此,若溫度隨深度增加,聲線向海面彎曲,反之則向海底彎曲。正常情況下,聲線彎曲成圓弧狀。聲波強(qiáng)度減弱因素:1幾何衰減:由于海水溫度、鹽度、壓力等分布不均勻,因此有聲速梯度存在,再加上海面、海底的影響,引起聲線彎曲。2散射衰減:聲波在海水中傳播時(shí),由于海面、海底的不平整性、海水介質(zhì)溫度不均勻而產(chǎn)生散射,使部分聲能離開(kāi)原來(lái)的前進(jìn)方向,向其它方向發(fā)射出去,使聲波傳播方向上能量減少,聲強(qiáng)度減弱。3海水對(duì)聲波的吸收:由于聲波在海水介質(zhì)中傳播時(shí)要引起海水內(nèi)部發(fā)生一些變化,如海水溫度的變化,在傳播過(guò)程中,相鄰的海水介質(zhì)要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),有一部分聲能要用來(lái)克服因海水介質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力,消耗于海水中,使聲強(qiáng)度減弱聲波傳播特性:①聲波在兩種介質(zhì)的界面上或同一種介質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)會(huì)發(fā)生發(fā)射和折射,且符合反射、折射定律;②由于海洋中每點(diǎn)的溫度、鹽度以及壓力是不同的,因而聲波在海水中的傳播聲速也是變化的,聲波穿過(guò)不同的水層而產(chǎn)生折射和反射現(xiàn)象,且服從折射定律。折射后的聲線是向聲速減小的方向彎曲。③聲波在兩種介質(zhì)的界面處也會(huì)發(fā)生反射。聲速確定:凡通過(guò)測(cè)量聲速在某一固定距離上傳播的時(shí)間或相位(一般采用聲速測(cè)量?jī)x測(cè)量聲速),從而直接計(jì)算海水聲速的方法均屬直接聲速測(cè)量。根據(jù)測(cè)得的溫、鹽度和壓力數(shù)據(jù),用特定的計(jì)算公式確定水聲速的方法稱為間接聲速測(cè)量。直接法:就是利用聲速剖面儀直接測(cè)定聲速。凡通過(guò)測(cè)量聲速在某一固定距離上傳播的時(shí)間或相位,從而直接計(jì)算該深度層海水勝訴的方法均稱為直接聲速測(cè)定。有:脈沖時(shí)間法,干涉法,相位法和脈沖循環(huán)法等。聲線跟蹤:是建立在聲速剖面基礎(chǔ)上的一種波束腳?。ㄍ渡潼c(diǎn))相對(duì)船體坐標(biāo)系坐標(biāo)的計(jì)算方法。聲線跟蹤通常采用層追加方法,即將聲速剖面內(nèi)相臨兩個(gè)聲速采樣點(diǎn)劃分為一個(gè)層,層內(nèi)聲速變化可假設(shè)為常值(零梯度)或常梯度。在常梯度的聲線跟蹤計(jì)算過(guò)程中,聲速變化函數(shù)采用Harmonic平均聲速基于層內(nèi)常聲速(g=0)下的聲線跟蹤基于層內(nèi)常梯度(g/=0)下的聲線跟蹤等效聲速剖面法:分為誤差修正法,等效聲速剖面法;誤差修正法:由于這種方法不是直接依賴于實(shí)際聲速剖面進(jìn)行聲線跟蹤計(jì)算,而是通過(guò)選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的聲速剖面(如零梯度聲速剖面)作為參考聲速剖面,根據(jù)相對(duì)面積差,建立參考聲速剖面與實(shí)際聲速剖面間的聯(lián)系,進(jìn)而修正參考聲速剖面的計(jì)算結(jié)果,獲得最終的波束腳印位置,因此,該方法被稱為誤差修正法等效聲速剖面法:由于常梯度聲速剖面與實(shí)際聲速剖面具有相同的積分面積,利用常梯度聲速剖面計(jì)算的結(jié)果同實(shí)際聲速剖面相同,因此,常梯度聲速剖面被稱為等效聲速剖面,利用等效聲速剖面確定波束腳印位置的方法簡(jiǎn)稱為等效聲速剖面法。計(jì)算精度比較:。常梯度—聲線跟蹤法的假設(shè)與實(shí)際比較吻合,計(jì)算精度相對(duì)較高,實(shí)驗(yàn)表明其深度相對(duì)誤差優(yōu)于z‰;常聲速—聲線跟蹤法在q<60°時(shí),深度相對(duì)誤差優(yōu)于z%;誤差修正法和等效聲速斷面法一般優(yōu)于4z‰。幾種聲線跟蹤方法比較結(jié)果:從對(duì)實(shí)際聲速剖面的依賴性,計(jì)算精度,計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜性,條件的苛刻性上面。1常梯度—聲線跟蹤法的計(jì)算精度最高,但計(jì)算過(guò)程煩;2等效聲速斷面法的計(jì)算精度僅次于常梯度—聲線跟蹤法,但參考深度的要求相對(duì)苛刻;3誤差修正法的計(jì)算精度相對(duì)前兩者稍差,但也能滿足IHO的測(cè)深精度要求,且計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單;4精度最差的當(dāng)屬常聲速—聲線跟蹤法,其計(jì)算過(guò)程也比較復(fù)雜。潮汐分析:潮汐分析亦稱潮汐調(diào)和分析,把任一海港的潮位變化看作是許多分潮余弦振動(dòng)之和,根據(jù)最小二乘或波譜分析原理由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出各分潮平均振幅和遲角的過(guò)程,即潮汐調(diào)和分析過(guò)程。根據(jù)觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短,一般可將調(diào)和分析分為短期、中期和長(zhǎng)期三類。潮汐分析方法:經(jīng)典的潮汐調(diào)和分析有:Darwin分析法、Doodson分析法;現(xiàn)代潮汐調(diào)和分析多采用最小二乘分析法、傅立葉分析法和波譜分析法等。根據(jù)物理學(xué)有關(guān)原理可知,任何一種周期性的運(yùn)動(dòng),都可以由許多簡(jiǎn)諧振動(dòng)組成。潮汐變化是一種非常近似的周期性運(yùn)動(dòng),因而也可以分解為許多固定頻率的分潮波,進(jìn)而求得分潮波的振幅和相位。潮流分析:潮流同潮汐一樣,起因于月亮和太陽(yáng)等引潮天體的引力,與潮汐一樣,潮流也可表示為許多分潮流之和的形式。只不過(guò)為了分析和預(yù)報(bào)的方便,一般把流速w分解為向北和向東的分量,記為北分量u和東分量v;流向記為θ。深度基準(zhǔn)面:定義在當(dāng)?shù)仄骄F矫嬷?使得瞬時(shí)海平面可以但很少低于該面,在海道測(cè)量中比較常用的基準(zhǔn)一般采用當(dāng)?shù)厣疃然鶞?zhǔn)面,我國(guó)目前法定的深度基準(zhǔn)面是理論深度基準(zhǔn)面。常采用深度基準(zhǔn)(起算面):①海圖深度基準(zhǔn)面(保守水深);②平均深度基準(zhǔn)面(平均水深)。垂直基準(zhǔn):陸地高程與海洋深度都需要固定的起算面,統(tǒng)稱這些垂直坐標(biāo)的參考面為垂直基準(zhǔn)。包括:高程基準(zhǔn)和水深基準(zhǔn)。高程基準(zhǔn):高程基準(zhǔn)就是陸地高程的起算面,它通常取為某一特定驗(yàn)潮站長(zhǎng)期觀測(cè)水位的平均值一長(zhǎng)期平均海面,即定義該面的高程為零,因此有參考面的意義。水深基準(zhǔn):海洋測(cè)量中常采用深度基準(zhǔn)面。深度基準(zhǔn)面是海洋測(cè)量中的深度起算面。不同的國(guó)家地區(qū)及不同的用途采用不同的深度基準(zhǔn)面。平均海平面:平均海面亦稱海平面。某一海域一定時(shí)期內(nèi)海水面的平均位置。是大地測(cè)量中的高程起算面,由相應(yīng)期間逐時(shí)潮位觀測(cè)資料獲得,高度一般由當(dāng)?shù)仳?yàn)潮站零點(diǎn)起算。計(jì)算方法:假如水位觀測(cè)是連續(xù)曲線y(t),則T時(shí)間內(nèi)的平均海面可表示為:一般情況下驗(yàn)潮站的水位觀測(cè)值取為時(shí)間間隔為一小時(shí)的觀測(cè)序列,因此,實(shí)際計(jì)算時(shí)常用的方法是直接對(duì)一定時(shí)間周期(同時(shí)也近似地認(rèn)為潮汐周期:如24小時(shí)、一個(gè)月、一年和多年等)的觀測(cè)值直接取算術(shù)平均。我國(guó)采用的1954年黃海平均海面基準(zhǔn)和1985黃海高程系海圖深度基準(zhǔn)面:定義在當(dāng)?shù)胤€(wěn)定平均海平面之下,使得瞬時(shí)海平面可以但很少低于該面。理論深度基準(zhǔn)面:理論上可能的最低潮面。基準(zhǔn)傳遞方法:水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)法,同步改正法和線性關(guān)系最小二乘擬合法.(推估短期和臨時(shí)驗(yàn)潮站)水聲設(shè)備:換能器(聲電轉(zhuǎn)換器,起水聲天線作用),水聽(tīng)器(接收信號(hào)),應(yīng)答器(水聲聲標(biāo),可以接收和發(fā)送信號(hào))定位方式:①測(cè)距定位方式:船臺(tái)發(fā)射機(jī)通過(guò)船底轉(zhuǎn)換器向水下應(yīng)答器發(fā)射聲脈沖信號(hào),應(yīng)答器接受后即發(fā)回一個(gè)應(yīng)答聲脈沖信號(hào),接收機(jī)記錄兩信號(hào)的時(shí)間間隔,以此計(jì)算船至水下應(yīng)答器間距②測(cè)向定位方式:船臺(tái)上除換能器外,還在船的兩側(cè)各安置一個(gè)水聽(tīng)器。先由換能器發(fā)射詢問(wèn)信號(hào),應(yīng)答器接受后,發(fā)射應(yīng)答信號(hào),水聽(tīng)器和換能器均可接受。如果船首線在應(yīng)答器正上方,信號(hào)相位差為零。水聲定位系統(tǒng)的工作方式:直接工作方式,中繼工作方式,長(zhǎng)基線工作方式,拖魚(yú)工作方式,短基線工作方式,超短基線工作方式,雙短基線工作方式水下聲學(xué)定位系統(tǒng)的精確定位需要進(jìn)行如下幾種改正:船姿態(tài)改正2水聽(tīng)器基陣偏移改正3聲線曲率改正長(zhǎng)基線系統(tǒng)包含兩部分,一部分是安裝在船只上或水下機(jī)器人上的收發(fā)器;另一個(gè)部分是一系列已知位置的固定在海底上的應(yīng)答器,這些應(yīng)答器之間的距離構(gòu)成基線。實(shí)際工作時(shí),它既可利用一個(gè)應(yīng)答器進(jìn)行定位,也可同時(shí)利用二個(gè),三個(gè)或更多的應(yīng)答器來(lái)進(jìn)行測(cè)距定位。超短基線系統(tǒng)超短基線安裝在一個(gè)收發(fā)器中,組成聲基陣,聲單元之間的相互位置精確測(cè)定,組成聲基陣坐標(biāo)系。系統(tǒng)通過(guò)測(cè)定聲單元的相位差來(lái)確定換能器到目標(biāo)的方位(垂直和水平角度)。換能器與目標(biāo)的距離通過(guò)測(cè)定聲波傳播的時(shí)間,再用聲速剖面修正波束線,確定距離。超短基線系統(tǒng)與短基線系統(tǒng)的區(qū)別僅在于,船底的水聽(tīng)器陣,以彼此很短的距離(小于半個(gè)波長(zhǎng),僅幾厘米),按直角等邊三角形布設(shè)而裝在一個(gè)很小的殼體內(nèi)。它以方位—距離法定位。短基線系統(tǒng):該系統(tǒng)的水下部份僅需要一個(gè)水聲應(yīng)答器,而船上部分是安置于船底部的一個(gè)水聽(tīng)器基陣。換能器之間的距離一般超過(guò)10m,換能器之間的相互關(guān)系精確測(cè)定,并組成聲基陣坐標(biāo)系。系統(tǒng)的工作方式是距離測(cè)量。測(cè)量方式是由一個(gè)換能器發(fā)射,所有換能器接收,得到一個(gè)斜距觀測(cè)值和不同于這個(gè)觀測(cè)值的多個(gè)斜距值。短基線的優(yōu)點(diǎn)是集成系統(tǒng)價(jià)格低廉、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、換能器體積小,易于安裝。短基線的缺點(diǎn)是深水測(cè)量要達(dá)到較高的精度,基線長(zhǎng)度一般需要大于40米;系統(tǒng)安裝時(shí),換能器需在船塢上嚴(yán)格校準(zhǔn)。水深精度應(yīng)理解為改正后水深的精度。水深精度主要取決于對(duì)影響水深值的系統(tǒng)誤差和可能的隨機(jī)誤差的估計(jì)精度。總傳播誤差由所有對(duì)測(cè)深有影響的因素所造成的測(cè)深誤差組成,其中包括:①與聲信號(hào)傳播路徑(包括聲速剖面)有關(guān)的聲速誤差;②測(cè)深與定位儀器自身的系統(tǒng)誤差;③潮汐測(cè)量和模型誤差;④船只航向與船搖誤差;⑤由于換能器安裝不正確引起的定位誤差;⑥船只運(yùn)動(dòng)傳感器的精度引起的誤差,如縱橫搖的精度、動(dòng)態(tài)吃水誤差;⑦數(shù)據(jù)處理誤差等等。回聲測(cè)深儀:利用聲波在水中的傳播特性測(cè)量水體深度的技術(shù)。設(shè)時(shí)間為t,換能器吃水深D,水深H=0.5Ct+D。原理:聲波在均勻介質(zhì)中做勻速直線傳播,在不同界面上產(chǎn)生反射,利用這一原理,選擇對(duì)水的穿透能力最佳、頻率在1500Hz附近的超聲波,在海面垂直向海底發(fā)生聲信號(hào),并記錄從聲波發(fā)生到信號(hào)由水底返回的時(shí)間間隔,通過(guò)模擬或直接計(jì)算,測(cè)定水體的深度。過(guò)程:安裝在測(cè)量船下的發(fā)生換能器,垂直向水下發(fā)射一定頻率的聲波脈沖,以聲速C在水中傳播到水底,經(jīng)反射或散射返回,被接收機(jī)換能器所接收。組成:發(fā)電機(jī),接收機(jī),發(fā)射換能器,解說(shuō)換能器,顯示設(shè)備,和電源部分。3.側(cè)掃聲納:將轉(zhuǎn)換器向船的一側(cè)傾斜,形成扇形測(cè)區(qū)覆蓋,其水平波束寬度很窄(1°-2°),垂直平波束寬度很寬(40°左右),以這樣的波束對(duì)海底掃描。原理:利用回聲測(cè)深原理探測(cè)海底地貌和水下物體的設(shè)備。其換能器陣裝在船殼內(nèi)或拖曳體中,走航時(shí)向兩側(cè)下方發(fā)射扇形波束的聲脈沖。波束平面垂直于航行方向,沿航線方向束寬很窄,垂直于航線方向較寬。工作時(shí)發(fā)射的聲波投射在海底的區(qū)域呈長(zhǎng)條形,換能器陣接受來(lái)自照射地區(qū)各點(diǎn)的反射信號(hào),經(jīng)放大、處理和記錄,在記錄紙上顯示海底圖像?;夭ㄐ盘?hào)強(qiáng)的目標(biāo)圖像較黑,照不到的影區(qū)圖像很淡。根據(jù)影區(qū)的長(zhǎng)度可以估算目標(biāo)高度。目的:①大洋底勘探;②海底地貌和底質(zhì)探測(cè)。海底地貌的探測(cè)通過(guò)海底地貌

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