理论教育 水下地形测量设备参数

水下地形测量设备参数

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:水声探测通常是利用脉冲测量方式实现水中测距的,即发射一个声脉冲信号,经水底反射为水声测量设备所接收,确定信号往返时延Δt所代表的距离,完成一次完整的测量,继而完成下一次声波收发,如图3-31所示。

水下地形测量设备参数

声波探测距离是水声测量设备重要技术性能之一,包括最大探测距离和最小探测距离。

声波探测距离取决于水声探测设备本身的声学参数,同时取决于声波在海水介质及海底底质等的传播性质,还与测量的环境、条件有关。

声波探测距离,特别是最大探测距离首先是要满足声呐方程,其中,声波的吸收衰减与声波频率有密切的关系,对于不同性质的探测任务,应选取合适的频率范围与设备类型。这些基本知识已经分别介绍,这里仅说明与声波脉冲重复周期、脉冲宽度的关系。

1.最大探测距离与声波脉冲重复周期的关系

水声测量设备的最大探测距离除了与设备声学参数、声波传播衰减、噪声干扰、目标特性等因素有关外,还与水声测量设备发射脉冲的重复频率有关。水声探测通常是利用脉冲测量方式实现水中测距的,即发射一个声脉冲信号,经水底反射为水声测量设备所接收,确定信号往返时延Δt所代表的距离,完成一次完整的测量,继而完成下一次声波收发,如图3-31所示。

图3-31 脉冲发射与接收的断续式水中测距示意图(www.daowen.com)

发射声波脉冲的重复周期T必须满足:T≥Δtmax,这里Δtmax为最大探测距离所对应的往返时延。若重复周期小于传播时延,则会造成声波混淆,不能有效实施测距。

可以根据水声测量系统发射脉冲重复频率F判断其大概的探测范围。例如F=0.75Hz,当c=1500m/s时,同理,当采用F=7.5Hz的重复频率时,最大探测距离应小于100m。

2.最小探测距离与发射脉冲持续宽度的关系

水声探测设备就是测量发射声波脉冲信号与回波脉冲信号之间的时间间隔。声波的脉冲信号都有一定的持续时间,称之为脉宽,记为τ。为了能够清楚地分辨出发射的脉冲信号与其相对应的回波信号,最小深度的回波信号应当在发射的脉冲信号结束以后到达,如图3-32所示,即应该有:Δtmin>τ,由于故最小探测距离应满足

图3-32 探测最小水深与脉冲宽度关系示意图

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