测深仪-深水浅报-现象形成与自动纠正方法.pdfVIP

320 中国测绘学会第十六届海洋测绘综合性学术研讨会论文集 测深仪“深水浅报”现象的形成与自动纠正方法 李一达，李胜金 (海军海洋测绘研究所，天津300061) 摘要：简要介绍了容易被忽略的。深水浅报”现象的形成原因，通过分析“深水浅报。现象形成机理．确定了解 决“深水浅报”现象的理论基础。提出了。深水浅报”实现自动纠正的方法． 关键词：测深仪：深水浅报；自动纠正 1“深水浅报”现象 在传统测深文献中，一般只注意到测量的“二次回波”现象，排除“浅水深报”的危险，而常年在 海上航行或测量人员都会遇到一种可能对航行“无害”，对海洋测量却无法容忍的现象：测深仪错误地 将大深度误报为较浅的水深，即“深水浅报”。“深水浅报”可以科学地定义为：“跨周期检测”，或“跨 ping接收”。 测深仪的发射换能器从海面附近向海底发出探测声脉冲ping(许多国外资料根据每个声波探测工作 周期都由声波发射过程所伴有“乒”的声响而开始，因而形象地将一个完整的声波发射一接收工作周期 称作为一个“ping”)，传播到达海底并被海底反射到接收换能器，转换成声图或数字水深．深度^、声 速v、传播时间r三者之间的数学关系简单表述为： 将测深设备的每ping所占用的时间定义为周期…T，经典的测深公式需满足：7>t·即：测深仪发 射声脉冲后，只有在接收到海底回波以后才可以开始下一个探测周期．如图l中所示，此时用^转换出 的水深即为真实的当前水深． 悱一忖～阶一卜羔=孵羔卜 卜r—}卜r—}卜r—叫 卜r—叫 图1 正常测量回波跟踪 I． 皇1叫n’卜 卜————一，l—————叫 图2跨ping回波跟踪 收稿日期：2004—07—24 作者简介：李一达(1955一)，男．天津人．高级工程师．主要从事水声仪器设斋研究· 中圜测绘学会第十六届海洋测绘综合性学术研讨会论文集 2 “深水浅报”基本原理 对于传统的测深仪，当实际的工作进入图2给出的“跨ping接收”工作模式时。设备不能自动识别 这种模式错误，因此也不会给出任何的提示．此时，显示或指示的深度都是以n’作为参数转换出的错误 水深h7，而当前的水深本应是以fl作为参数数转换出的真实水深^。两者存在巨大的差异，且^’远小于 ^。在此种模式下工作。完全存在将350m误报成150m的可能。两者之间的关系如下式： ^：盟：^，+—vxn—xT：!!垡±竺兰旦 3． 一：l…2 。 2 2 2 由于在“跨ping接收”模式下信号传播距离远、衰减大。因而需要较大增益调节设置值．现以某测 深仪在”=l、发射速率为每秒5次的错误模式下工作，水深280m为例： 向。：打一!!翌!!：280一—1500—x0．2：130(m)一：1 (3) 2 2 声波吸收衰减与距离成正比．声波能量以近球面形式发散，对被误判的280m水深信号幅度与真实 的130m水深信号幅度进行理论性对比估算．衰减损失总和约为； (4) 20l文舞)+20109(器)--6．7+(-13．3Ho(dB) 即错误深度信号电压幅度比正常深度信号幅度低约20dB。 要达到设各的检测闽(或信号记录强度)，只需将设备的增益上调20dB作为补偿，就可以实现声纳 方程的平衡。在同样档程下，如果将180m水深错判成30m。依据上面的计算，错误信号幅度比真实的 30m信号降低约46．7 误信号幅度比真实的130m信号降低约34dB．计算说明，真实水深与错误水深的比值越大。幅度差越 明显：而同记录幅面内，浅水比深水差值大． 对于控制量范围在80dB以上的增益调节而言，