声呐侧扫应用在哪些领域? - 海洋测绘官网

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本文是结合自己道听途说和参考各设备厂商的网站写出来,因为这些设备,博主都没有用过,有不正确的地方,请多多谅解。

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据说,目前国内的侧扫声纳设备,获取市场较为认可是:蓝创海洋的侧扫声纳,设备代理商也是主推他们家的侧扫声纳。在蓝创海洋的网站上,侧扫声纳的产品非常多,按频率数量分:单频、双频和三频;按照频率分:150KHz,300KHz,450KHz和900KHz。‘

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为了便于比较,选用他们的双频设备:Shark-S150D超高清双频侧扫声呐,它的实物图片和技术参数如下:

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' Y) }: h' g. f: Z2 L1 c: W

" P4 @ ]' {. H! U" }
' d# i7 f: ~( z% Z: B# C3 O) r

与之相比较的设备是主流的侧扫声纳Klein3000/4000,它的拖鱼与上面的图片基本一样,技术参数见下表

3 o6 r% }; x6 X% U) f: O' ~4 M
4 e! O% g$ a- M

从2个技术参数来看:

' y5 ?( |8 Q3 Q

(1)拖鱼重量,拖鱼重量都是29Kg,一个人提有点费劲,如果太轻了,拖鱼不易下沉,有时还要加铅块。

0 c1 H8 k0 t1 D4 A. H

(2)工作频率,高频为400-500KHz,低频为100-150KHz,差别不大。

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(3)波束开角,此参数反映了声纳图像的分辨率,

; A) `: t% ^/ c% [8 ^. z) N

Shark-S150D:波束水平开角为0.6° @150kHz,0.2° @450kHz,垂直开角:50°

2 u: P7 t" k! h) i) Q6 a

Klein3000:波束水平开角为0.7° @100kHz,0.21° @500kHz,垂直开角:40°

4 D! Q5 S+ t" V/ M! `

水平和垂直开角也差不多,这里有必要简单说说侧扫声纳的原理。侧扫声纳发射水平小开角,垂直大开角的扇形波,碰到海底或水中物体会产生散射,其中反向散射波(回波)会按原传播路线返回被换能器接收。一般情况下,硬的、粗糙的、凸起的海底,回波强;软的、平滑的、凹陷的海底回波弱,被遮挡的海底不产生回波,距离越远回波越弱。下面是一些示意图片:

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& @& |* \& x5 Y/ ?# l3 u8 d
9 T6 N: j, U& j7 V* g3 m* R
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(4)距离范围,与工作效率有关

6 k6 M3 g$ N& V. Y

Shark-S150D:最大量程450m @150kHz,150m @450kHz

6 J( {8 `* i1 f' `7 Y+ y s# x0 L, o. Z

Klein3000:25m至1000m有15档可调

: Q' V. ?6 N. m/ d/ `( y6 f

单侧量程是这2个设备最大的差别,据了解,Shark-S150D想要到达450m量程,需要水深50m,也就是Shark有效扫宽大约为水深的10倍;而 Klein3000的量程为水深的10-20倍。据行业的资深人士说区别主要是算法,因为我国掌握了声学端子小型化的技术以后,国外声学设备为了降低成本,也是采购我们的声学端子。

/ T7 H3 x, i. d6 S) {, d& J

如果你采购的侧扫声纳用作工程勘察项目,一般单侧扫宽都不会超过150m,两者都可以用,效率和质量基本一样;如果你采购的侧扫声纳用作普调,扫宽需要尽量宽一些,Klein3000就更合适;如果在海底丢失了一个东西,需要在小范围内寻找,可以选用Shark更高频率的产品。

* Q# E- [! o# P8 W- @

现在看看Shark侧扫声纳的图谱,来自于蓝创海洋的官网:

7 {6 H) o. j' t& v( D' C* k

线缆:

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; Q( H6 b' x. w6 g0 ~! v

沙波纹

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4 F7 ^; d" A. O/ ^

沙波纹:

7 |4 K- M8 e1 T1 b1 k) F0 K
9 `4 M. _5 H) C/ c" r. o- q! l& o

沉船:

3 i5 \9 J+ X8 J% U( j, m
8 [6 P8 M6 q: M

沉船:

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0 h! ?& T' d e& _7 i

沉船:

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3 N4 D: B: S# U; D8 \/ Q4 p

砖结构:

* Q( l9 j- h. x& J; S
/ C5 H3 V: _1 C' m" O

水下古城的小桥和河道:

* Q8 I: T4 a- U
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沟道:

: e# @/ y G |) k* C0 f4 B
, Q4 f t0 h( S6 Y+ \

以下Klein3000的声纳图谱,可以比较一下两者的效果:

; V3 p2 r8 |- ?4 ]! B: M+ N

从我们单位的勘测报告里摘出来的,可能有点模糊,图谱都是单侧扫宽100m/150m。

( p i8 z; k5 i v1 o0 l+ u5 h- ^

防波堤抛石和线状物:

j& N% I2 ^& ?8 T% C
1 d2 X# G3 f0 u5 Q

油田施工拖痕:

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! i4 M3 q0 ^: d9 G, o

出露的管线及疏浚的航道:

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* a/ @: s$ \) V1 m( P& I0 N

沙波纹:

1 A' F' B+ N) h4 J
6 h3 H6 [# \+ M% X' V

管道沟

1 |# \$ N7 b& k5 B: j8 h( G1 {
! \* o# Q- v b' A

掉落的集装箱,第二张为多波束的点云图:

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4 H3 S( W" h8 h- @6 V. d
! V& q3 s7 C: Y1 j

石油平台附近的管缆(被水泥压块压着)

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& }1 o% y# G+ Q( g0 ?8 e* L" L! t

从Shark-S150D和Klein3000的图谱对比,两者图谱差别不大,说明Shark-S150D应该是可勘用的。从价格上看,国产侧扫声纳的价格大约相当于klein3000不含税的价格的一半左右。

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伪丶笑
活跃在2025-1-25
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