水下目标的激光声探测技术

高能脉冲激光聚焦于液体中,光击穿会伴随着光、声和空泡脉动等现象,其中击穿时等离子体膨胀产生的声和随后的空泡脉动产生的声统称为激光声。对产生的激光声信号进行分析,论证激光声信号应用于水下探测的可行性。设计激光声产生和测量分析系统,计算激光声信号的波束指向性、距离分辨力、噪声背景下和混响背景下的探测距离。结果表明,激光声声源在距离分辨力和声源级两方面满足对水下目标探测的要求。从理论推导和计算上初步证明了激光声信号可以应用于水下探测领域。     

激光遥感探测水下声信号的研究

本文讨论了用激光遥感探测水下声信号的技术，水下声信号造成的最终表面微扰导致了由水表面反射的激光波束光通量的变化，基于此理论的探测系统被开发出来了，并用这套系统进行了实验研究，最初的结果表明，基于此技术的探测是可行的，并给出了某些实验结果。     

浑水中船舶水下观察检测技术初探

文章主要开展了水下多波束成像观察检测技术研究,采用多波束声呐成像、声透镜声呐成像和局部清水成像方法,在浑水水域,对船舶目标进行了实船水下观察检测,从而构建了船舶浑水条件下水下观察检测体系。     

便携式水下声信标探测定位设备技术设计与实现

针对声基阵水下搜寻定位系统需要使用大型船只及直升机等大型操作平台的缺点,介绍了一种简单、便携、高效的水下声信标探测定位设备的设计与实现方法.利用指向性水听器及混频方法,将需要探测和定位的水下声信标信号通过音频形式输出,充分利用指向性水听器较普通水听器空间增益高以及人耳对信号识别能力强的特点,提高了复杂海况条件下对弱信号的检测能力.阐述了设备的组成、工作原理以及设备主要单元的设计方法,给出了设备样机在海上试验的结果,并对其适用的场合进行了说明.     

航道整治抛石检测技术研究

在航道整治工程中,受客观水文环境的影响,难以掌握水下抛石技术状况,而传统的抛石检测方法存在很多制约因素,无法直观的获取水下工程技术状况,多波束测深系统是利用声波信号测量水底地形的测量设备,可直接获取水下地形情况,将其应用于航道整治工程中抛石检测,多波束数据能够很好地呈现抛石的铺设厚度、走向分布等信息,获取更加直观、准确的检测数据。     

蓝绿激光水下军事应用研究

机载激光探潜探雷是一种非声探测技术,是蓝绿激光水下军事应用的重要课题。至今国外已研制出几种实用样机,并经过飞行试验和实战。表明激光探潜探雷是有效的,特别是对于几十米水深的浅海水域更有效。     

水下激光切割技术的探讨

文章介绍了激光切割的原理、特点和应用情况,分析了水下激光切割时激光器的选择、影响因素以及实际应用中应注意的问题等.     

多波束倾斜安装技术在水下检测工程中的应用

由于常规多波束系统垂直安装,无法精确测量临岸水域、码头、防波堤、丁坝、海岛礁等特殊水下地形地貌。针对这一难题,进行了多波束倾斜安装和校准的技术研究。采用多波束倾斜安装的方法,增加相关侧的波束数量,测量能够达到吃水线位置。水深成果精度满足规范及工程需求,实现了水下特殊地形地貌的全覆盖测量,为水上水下一体化模型提供技术支撑,可以广泛应用在水下检测工程中。     

水下爆炸——防御水下探测新途径

介绍了水下爆炸对水中声探测设备干扰的原理和应用展望,说明了基于含能材料水下爆炸所产生的宽频带、强噪声,能够对水中声探测设备实施有效干扰.     

水中激光声脉冲特性及其传输损失

本文给出了大能量红外脉冲CO2激光聚焦射在自由水表面在水中产生的声脉冲的特性实侧值，并就激光声遥感探测水下目标实际应用，提供了激光声脉冲在水中的传输损失，通过水与空气界面的传输损失以及在空气中的传输损失的理论公式。     

面向港口水下工程的声呐检测方法适用性研究

快速、准确地获取水下构筑物信息是声呐检测的热点,在水运工程管理、港口工程质量保障和结构防灾减灾检测等领域具有重要应用价值.针对地理位置较深、检测目标尺寸较大的基槽开挖、基床整平等平面工程以及精度要求较高的沉箱码头直立式岸壁工程两种典型港口水下工程结构,选择波束原理相同的多波束测深系统与三维多波束扫描声呐系统进行检测,并...     

一种多波束声呐在船舶水下安检系统中的应用

针对船舶水下安检技术发展现状,介绍了一种应用于船舶水下安检的多波束声呐系统的组成和原理,开展了一系列的湖上试验。通过对试验船只水下部分的声学扫描,得到了船底三维图像及船只吃水信息。试验结果表明,系统可应用于船底异物检查、船只吃水检测等船舶水下安检领域。     

船舶尾流图像的数字化处理和特征描述技术

随着军事技术的不断进步,海上舰艇的监视和跟踪已成为关注的问题。传统的声呐监测技术主要是在水下或水面舰艇上安装声呐设备探测水下声波,采用声衰减技术,但是由于水下声呐设备对于信号的收集并不十分精确,因而难以进行监测。而水面上的船舶和水下的潜艇会在水面上产生水波,造成干扰。目前,各国使用激光、红外、卫星和其他技术进行水下搜索。本文对船舶尾部图像的数字处理技术进行详细分析,重点研究船舶尾部图像处理中的数字处理,并采用了相应的特征描述技术。     

应用二维图像声呐的水下目标物精确定位的研究

本文应用二维图像声呐系统进行水下目标物精确定位的实验研究。实验设备采用MS1000单波束扫描声呐,通过外接GPS到处理软件中提供探头坐标,通过二维图像声呐扫测获取目标点坐标并进行数据处理分析。本项研究实现了对二维图像声呐检测对象的精确定位,从而提高了二维图像类型水下检测设备对水下工程质量进行检测的准确性。     

基于频域特征的水下高速目标瞬态信号检测

水下高速目标出管瞬态信号低频特征明显。介绍了Power-Law瞬态信号检测器,针对水下高速目标的出管噪声特点,提出了基于频域特征的瞬态信号检测方法。若中高频部分能量变化明显,直接判断为非水下高速目标。利用该方法对鲸鱼的鸣叫声和实测某水下高速目标出管噪声进行了信号检测,结果表明该方法可有效对水下高速目标出管噪声进行检测,并在一定程度上降低了虚警概率。     

多波束测深系统在水下检测码头接缝中的应用

为探索多波束测深系统在水下检测码头接缝的效用和技术特点,对在建的沉箱码头岸壁开展水下检测现场试验。针对检测对象的特点,改进了多波束测深系统的安装方式和设置,对采集的数据提取点云图进行分析,并对接缝宽度进行水下摄像验证。结果表明,接缝宽度检测的分辨率与船速、波束的发射频率、探测距离等因素有关,且在作业时应力求船舶的航行姿态平稳和匀速航行以保证检测质量。该系统在水下检测时能获得三维点云数据,可直观反映接缝的整体形态,为码头水下接缝检测提供了一种新方法。     

多波束声呐声学参数校准系统设计

依据水声计量测试原理与方法,设计了一套多波束声呐声学关键参数的计量校准系统。利用多维运行控制装置,在消声水池中对多波束声呐进行了声源级、工作频率、波束宽度、脉冲宽度等声学指标的校准。阐述了校准系统的主要组成、计量器具控制和校准方法。实现了在等效自由场、远场中对水下声呐换能器位置的精确控制、声信号采集与分析等功能。通过不确定度评定,给出了该校准系统工作频率、波束宽度测量结果的扩展不确定度。通过参考值与标称值比对,求得被检多波束声呐声源级误差小于0.7 dB,工作频率误差小于0.03%,脉宽误差小于2%,波束宽度误差小于10%。     

水下激光成像系统数值模拟结果分析

水下激光成像技术是一种以激光、图像处理和噪声抑制等技术为基础的先进探测技术,该技术在海洋探测、目标防护、军事侦察等领域具有巨大的应用前景。数值模拟技术通过建立数学模型,然后利用计算机强大的计算能力对数学模型进行求解,从而为系统的设计及优化提供数据支撑。本文研究水下激光成像系统及其原理,构建前向和后向散射光模型。     

2D HyperBeam在主动阵列信号检测中的应用

对分裂波束的阵列信号特性进行了分析,对HyperBeam的1D和2D定义及工作原理进行了讨论,给出主动阵列信号处理中基于2D HyperBeam频域检测的信号处理方法.仿真结果表明,2D HyperBeam波束形成使得主瓣束宽得到锐化,同时旁瓣级也有较大幅度降低,在主动阵列信号检测中性能超过常规波束形成.     

基于时空特征融合的水下目标波束形成方法

针对水下探测设备的方位分辨力在物理上受限于阵列有效孔径的约束,导致探测精度较低的问题,提出一种基于时空特征融合的水下目标波束形成算法。首先,以目标声散射回波产生机理为基础,建立走航声呐回波数据动态数学模型;其次,通过对目标声散射回波数据的时空域转换得到等效空间阵列,融合空域多快拍数据实现阵元基阵孔径的物理扩展。最后,分析干扰信混比、探测平台移动速度等对回波增强的影响。数据仿真结果表明所提方法能够有效抑制干扰,获得主瓣更窄的波束。孔径扩展后的波束形成能够准确地分辨出非常相近的目标。此外,实验结果测得探测平台运动速度大小对目标分辨的效果影响不明显。