متعددة شعاع نظام السبر في المياه العميقةهو ارتفاع القرار تكنولوجيا المسح الطوبوغرافي في قاع البحر ، والتي يمكن الحصول على دقة عالية و تغطية كاملة من البيانات الطوبوغرافية في قاع البحر بسرعة عن طريق إرسال الموجات الصوتية من قطاع واسع وتلقي أصداء متعددة المسارات . بالمقارنة مع التقليدية شعاع واحد السبر ( فقط يمكن الحصول على نقطة منفصلة عمق المياه على طول خط المسار ) ، متعددة الحزم" الشريط " قياس متزامنهو خصوصا مناسبة لأنّ كبيرة ومعقدة التضاريس في أعماق البحار الاستكشاف . وفيما يلي وصف مبدأ العمل ونطاق التطبيق .

　　مبدأ العمل : من الانبعاثات الصوتية إلى التضاريس انعكاس​

جوهر متعددة شعاع نظام السبر هو تحويل واحد يحيل نبض في العديد من الحزم الضيقة التي تغطي بعض القطاعات من خلال " مجموعة محول + شعاع تشكيل التكنولوجيا " ، ثم حساب عمق وموقع كل شعاع البصمة من خلال صدى تأخير الوقت وكثافة ، وأخيرا تقسم إلى قاع البحر المستمر التضاريس . ويمكن تقسيم سير عملها إلى الروابط الرئيسية التالية :

　　1. تكوين الأجهزة​

النظام يتكون أساسا منمحول صفيف ، وحدة الحصول على البيانات ، وأجهزة الاستشعار الحركة ( الموقف / الموقع ) ، وتجهيز البرمجياتأربعة أجزاء :

　　محول مجموعةعادة ما تكون مثبتة على الجزء السفلي من السفينة أو سحب الجسم ، ودمج وظيفة الإرسال والاستقبال . مجموعة تطلق الموجات الصوتية عالية التردد إلى قاع البحر ( التردد هو تعديلها مع عمق المياه ، وعادة ما تستخدم في المياه العميقة 12khz-50khz ) ؛ تلقي مجموعة تتألف من عشرات إلى مئات من العناصر المستخدمة في تلقي أصداء تنعكس من قاع البحر .

　　استشعار الحركةبما في ذلك الشبكات العالمية لسواتل الملاحة ( النظام العالمي لسواتل الملاحة ) لتوفير موقف المطلقة ، وحدة قياس بالقصور الذاتي ( IMU ) رصد السفينة الموقف ( المتداول ، نصب ، رفع ) ، دوبلر الصوتية سرعة الشخصية ( ADCP ) مساعدة قياس السرعة ، لضمان دقة البيانات لتحديد المواقع المكانية .

　　وحدة معالجة البياناتفي الوقت الحقيقي جمع الإشارات الصوتية ، والموقف ، بيانات الموقع ، من خلال خوارزمية لتوليد عمق المياه سحابة نقطة .

　　2. سير العمل الأساسية​

　　الانبعاثات الصوتية و الإشعاعمحول يرسل نبضات صوتية من قطاع واسع ( على سبيل المثال ، 120 درجة إلى 160 درجة ) ( " القلم " أو " القطاع " . تلقي مجموعة من خلالمجموعة مراحل التكنولوجيا( السيطرة على فرق الطور من كل عنصر ) تتحلل صدى من قطاع واسع في عشرات الآلاف من الحزم الضيقة ( زاوية القرار يمكن أن تصل إلى 0.1 درجة ~ 1 درجة ) ، وتغطي تلقي القطاع ( على سبيل المثال ، 150 درجة × 150 درجة ) التي هي متناظرة إلى نقل القطاع .

　　صدى كشف حساب العمقصدى تأخير الوقت ( Δ ر ) من كل شعاع يتوافق مع الوقت من الموجات الصوتية السفر ذهابا وإيابا إلى قاع البحر ، جنبا إلى جنب مع سرعة الصوت الشخصي ( SVP ) ، ودرجة حرارة مياه البحر ، والملوحة ، الضغط يجب أن تقاس في وقت مبكر أو في وقت واحد لتصحيح سرعة الصوت ، وعمق المياه من آثار أقدام من شعاع يحسب :

د = 2C ⋅ Δ ر + موقف / تركيب تصحيح الانحراف

من بينها ، ج هو سرعة الصوت ، دلتا ر هو صدى تأخير الوقت .

　　تصحيح الموقف والموقفبسبب المتداول ، نصب ، رفع و الشبكات العالمية لسواتل الملاحة لتحديد المواقع خطأ في هال الملاحة ، الأفقي والرأسي عمق ( س ، ص ) من آثار أقدام شعاع يجب تعديلها بشكل حيوي من قبل الحركة الإسلامية لأوزبكستان البيانات لضمان دقة التضاريس الربط .

　　شريط الربط ورسم الخرائطشعاع آثار أقدام من رحلات متتالية مرتبة حسب الوقت / الموقف ، وإزالة الضوضاء نقطة ( مثل سرب السمك ، فقاعة تدخل ) ، وأخيرا توليد عالية الدقة ماركا ( نموذج الارتفاع الرقمي ) أو خريطة طبوغرافية ثلاثية الأبعاد .

　　ثانياً - خصوصية المشهد في المياه العميقة​

في المياه العميقة ( عادة أكثر من 1000 متر ، أو حتى أكثر من 10000 متر ) ، متعددة شعاع يواجهموجة الصوت التوهين قوية ، طويلة وقت انتشار الضوضاء البيئية المعقدةوهكذا ، فإن تصميم النظام يحتاج إلى التحسين المستهدفة :

　　التردد المنخفض الانبعاثاتفي المياه العميقة ، وانخفاض وتيرة الموجات الصوتية ( على سبيل المثال ، 12 كيلو هرتز ~ 30 كيلو هرتز ) يتم اختيارها للحد من التوهين ( الطاقة الصوتية تتناسب عكسيا مع مربع التردد ) لضمان أن صدى يمكن أن تكون فعالة وردت .

　　عالية الطاقة يحيلزيادة انتقال السلطة ( كيلوواط إلى عشرات كيلوواط ) لتعويض فقدان الطاقة الصوتية في مسافات طويلة .

　　عالية الدقة سرعة الصوت تصحيحسرعة الصوت في أعماق البحار تتأثر درجة الحرارة والملوحة الطبقات الرأسية ( على سبيل المثال ، ترموكلاين ، الملح ترموكلاين ) ، في الوقت الحقيقي قياس SVP أو CTD ( درجة الحرارة والملوحة عمق متر ) ينبغي أن تستخدم لتجنب السبر خطأ ( خطأ في المياه العميقة يمكن أن تصل إلى عدة أمتار ) الناجمة عن الانحناء الصوتية خط .

　　سحب أو AUVمن أجل تجنب الإزعاج من هال منصة في أعماق البحار ( مثل الطاقة والاستقرار ) ، متعددة الحزم غالبا ما تكون متكاملة في الحكم الذاتي الروبوت تحت الماء ( AUV ) ، التحكم عن بعد مركبة تحت الماء ( ROV ) أو خاصة سحب الجسم لتحقيق مرونة الكشف .

　　نطاق التطبيق : من العلوم البحرية إلى هندسة الممارسة​

متعددة شعاع نظام السبر هو " العين " في أعماق البحار السبر .

　　1. الجيولوجيا البحرية و علوم الأرض​

　　تضاريس قاع البحررسم microtopography مثل الجبال البحرية ، والخنادق ، منتصف المحيط ريدج ، الحرارية المائية في المنطقة ، وما إلى ذلك ، تكشف عن العمليات الجيولوجية مثل لوحة الحركة ( مثل تراكم إسفين في منطقة الاندساس ) ، النشاط البركاني ( مثل سلسلة بركانية في قاع المحيط ) . فعلى سبيل المثال ، تم اكتشاف المدرجات العميقة جداً في خندق ماريانا باستخدام أشعة متعددة ، أو وفرت الأساس الطوبوغرافي لموقع الحفر التابع للبرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات .

　　تحليل البيئة الرسوبيةتحديد أنواع الرواسب ( التعكر الحالي ، وما إلى ذلك ) و paleoclimatic السجلات من خلال قاع البحر microgeomorphology ( على سبيل المثال ، موجة رملية ، نظف الحوض الصغير ، والطين البركاني ) للمساعدة في إعادة بناء paleoocean البيئة .

　　2. استكشاف واستغلال الموارد البحرية​

　　التحقيق في موارد النفط والغازالكشف عن حافة الجرف القاري ، حوض الاكتئاب وغيرها من الهياكل ( مثل خطأ ، أضعاف ) ، وتحديد خزان النفط والغاز كاب الفضاء ؛ رصد موقع جيد تضاريس منصة الحفر ، وضمان سلامة العملية .

　　تقييم الموارد المعدنيةتحديد مناطق توزيع العقيدات المؤلفة من عدة معادن ، والقشور الغنية بالكوبالت ، ورواسب الكبريتيدات الحرارية المائية ( مثل منطقة كلاريون - كليبرتون في المحيط الهادئ ) ، وتقييم احتياطيات الموارد .

　　تطوير الطاقة المتجددةتخطيط موقع كومة الأساس في مزرعة الرياح البحرية ( تجنب الخنادق والمنحدرات ) ، ورصد مسار التضاريس من الكابلات البحرية وخطوط الأنابيب ، والحد من خطر التآكل .

　　3. الهندسة البحرية والرصد البيئي​

　　قناة ميناء البناءالمسح ورسم الخرائط من مياه الميناء ، قناة ( مثل قناة المياه العميقة ) عرقلة الملاحة الشعاب المرجانية ، شول ، لضمان سلامة الملاحة من السفن الكبيرة . رصد التغيرات الطوبوغرافية بعد التجريف .

　　صيانة خطوط الأنابيب والكابلات البحريةالكشف عن الأنابيب العارية ، تعليق أو دفن الدولة ( من خلال تحديد التغيرات الطوبوغرافية متعددة الحزم ) ، ومنع الكسر .

　　تحذير من الكوارثرصد الانهيارات الأرضية في قاع البحر ( على سبيل المثال ، عدم استقرار المنحدر القاري ) ، والتضاريس في منطقة المصدر ( على سبيل المثال ، haixiao ريدج ) ، وتقييم المخاطر المحتملة على طول الساحل .

　　4. مجال الدفاع والأمن​

　　الكشف عن الهدف تحت الماءمساعدة في البحث عن الغواصات الغارقة أو الألغام ، وتحسين دقة تحديد المواقع من خلال التضاريس مطابقة .

　　التضاريس العسكرية ضمانتوفير بيانات عالية الدقة التضاريس الغواصة الغواصة أخفى الملاحة والهبوط في الموقع .

　　ملخص​

　　متعددة شعاع نظام السبر في المياه العميقةمن خلال مسار التقنية " قطاع واسع الإرسال والاستقبال متعددة شعاع متعددة المصادر دمج البيانات " ، عالية الكفاءة وعالية الدقة المسح ورسم الخرائط من تضاريس قاع البحار العميقة قد تحققت . مع تصغير AUV / ROV منصة ، وإدخال منظمة العفو الدولية ( مثل خوارزمية التلقائي الضوضاء قمع التضاريس ميزة استخراج ) قيمة AUV / ROV منصة في أعماق البحار في البحث العلمي والتطبيقات الهندسية سوف تصبح أكثر بروزا .