基于多波束仰扫的内河船舶吃水检测技术*

为防止内河船舶超吃水航行,需对船舶吃水主动进行实时动态检测,提出一种基于多波束声纳测深系统的内河船舶吃水检测系统。以声纳测距技术为基础,设计内河船舶吃水检测系统方案,完成检测系统软件架构设计与多波束声纳测深系统通信协议,采用多波束声纳测深数据滤波去噪算法滤除异常数据,系统实现了船舶吃水轮廓的清晰准确成像,并能数字化、实时显示船舶吃水深度,对于内河船舶吃水监管控制有一定可行性。     

基于AHP的内河航道新型扫测设备选型分析

本文在总结国内外航道水域新型扫测设备性能的基础上,结合内河航道养护需求,采用层次分析法(AHP)进行内河航道新型扫测设备选型分析。分析结果表明,内河航道新型扫测设备的优选顺序依次为侧扫声呐、合成孔径声呐、多波束测深系统、图像声呐、水下机器人、潜水员水下设备,并建议在实际应用中将侧扫声呐与多波束测深系统进行搭配使用,优选结果对内河航道扫测设备的选择具有一定的指导价值。     

一种内河船舶吃水检测系统设计

船舶在通过船闸和升船机等通航设施时因超吃水会导致安全事故,目前常见的船舶吃水检测方法均存在弊端,无法满足检测需求。结合超声波衍射原理,设计一种基于侧扫单波束阵列的吃水检测系统,详细介绍该系统的组成及功能,并在葛洲坝船闸进行安装和测试。结果表明,该系统具有水质适应性强、易于安装、维护方便等优点,能够有效检测船舶动态吃水,测量值与实际核实吃水值的标准差小于0. 086 m,对过闸船舶具有一定的预警作用。     

基于机器学习的船舶吃水动态检测系统设计

传统的吃水检测系统存在检测抗扰性差的弊端,为了解决传统检测方法的缺点,动态检测系统得到应用。设计基于机器学习的通航船舶吃水动态检测系统,基于机器学习技术,在现有激光测量器上利用DSP测量技术,构成DSP激光多点测量单元,完成硬件单元构建。采用NPS多波束声呐图源滤波算法,对硬件采集图像做多波束滤波运算,完成图像滤波运算,解决对检测抗扰性差的问题。对比实验证明,提出的基于机器学习的通航船舶吃水动态检测系统设计,能够准确、实时、动态、自主检测船舶吃水数据。各项测试结果均优于传统吃水检测系统。     

基于单波束声呐的航道水深测量无人船设计与应用

针对航道水深检测需求,设计了一种基于单波束声呐的实时在线航道水深测量无人船。采用差分GPS和姿态仪采集船舶位置与姿态,自主控制船舶抵达测量点。通过阈值法对单波束声呐图像进行处理,得到航道水深。本套测量系统具有误差小、效率高、测量实时性好的优点。实验结果表明,设计的无人船水深测量系统运行稳定,方便安装,测量精度高,人机交互界面良好,能够准确地传送数据,具有较高的应用价值。     

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。     

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。     

关于成山角至老铁山航路扫海测量扫测方案的设计

港口与航路是水上交通系统中彼此独立而又密切联系的两个关键要素。每一通航水域中的航路是船舶进出该通航水域中各港口的通道,航路是船舶顺利进出沿海港口的安全保障。本文介绍了利用侧扫声呐、多波束对成山角至老铁山航路大范围区域扫海测量扫测方案的设计,为提高工作效率、节约测量成本和保质、保量完成全部测量工作提供了坚实的数据基础,为后续开展大范围航路扫海测量提供宝贵经验。     

船舶通信系统中的数字阵列实时信号处理算法

船舶在海上所处的环境较为复杂,多径衰减、时延严重影响了船舶通信性能。本文首先研究数字阵列雷达的基本原理,以及结构构成,在此基础上,为了实现多船舶用户之间的高效通信,对雷达采集到的信息进行数字波束合成处理,利用加权因子对回波信号相位进行补偿,产生相位加权值,然后对各个阵元信号进行加权求和,最后得到合成信号,通过这种方式以此来提高系统的自适应能力。     

基于Page Test的主动声呐检测接触提取

引入一种序贯检测算法—Page Test算法,应用到主动声呐目标自动检测中,获得目标信号的起始时间和结束时间,再利用分裂波束法获得相位差信息,将二者结合,得到方位、距离精度较高的检测输出。仿真和实验数据处理表明,该算法可以提供方位、距离精度较高的接触点,具有较好的应用效果。对于获得的检测接触可用于多Ping显示及声呐目标自动跟踪。     

国产多波束侧扫声呐系统水上测试及性能分析

近年来,国产多波束侧扫声呐取得了快速的发展,本中心于2021年引进了新型国产设备:Shark-S455M型多波束侧扫声呐.为科学评价设备实际性能,积累设备使用经验指导实际生产,通过对海底沉船进行扫测,组织进行了相关验收测试工作.基于笔者从事侧扫声呐应用的工作经验,分析了该型多波束侧扫声呐的分辨能力和扫宽能力.     

重力式码头沉箱接缝检测方法研究与改进

针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小及距离较远的接缝分辨率较差;三维声呐探测扫测精度高,但扫测范围小且效率低。从测试原理上分析各种方法测试优缺点产生的原因并根据检测需求自主设计了三维声呐测量支架,实现对沉箱接缝任意深度量测,并结合工程实例取得良好的测试效果,为沉箱接缝检测方法的选取提供借鉴。     

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。     

面向识别的船舶目标雷达回波技术研究

雷达系统在船舶导航控制中具有非常重要的作用,其不光能够实现目标探测,同时也能够对目标的运动状态进行识别,因此,本文重点优化了船舶雷达的目标探测能力。本文首先介绍船舶雷达信号自动检测系统的工作原理,通过加入抗干扰算法,提高了雷达对目标的识别能力,在对回波技术进行优化的过程中,主要通过优化调制模型实现,首先将雷达回波中的各项干扰噪声进行滤除,保证了回波信号的正确率,这样在目标检测时,优化后的雷达回波中包含了更多的有用信息,提高了其目标检测能力。     

SB-2C船舶吃水显示器

SB-2C船舶吃水显示器是测量船舶在停港或作业时的船舶首尾吃水的仪器。它能正确反映传感器安装处船基线到舷外水面的距离。还可用于测量船舶载货量、油舱油     

单波束测深仪水深粗差检测与修正新算法及其效果

单波束测深仪是现代海洋测量尤其是内河水下地形测量中的主要测量仪器。即使在声速设定正确的前提下,单波束测深仪的观测值仍然会有各类型的粗差。针对其原始水深值粗差处理问题,创新性地提出"地形链"的概念,设计了一种新的针对单波束测深仪水深观测值的粗差检测与修正算法,针对长江流域的单波束测深数据进行处理,结果表明算法对各类粗差有明显的检测和修正效果。     

声呐系统的高分辨率多波束成像技术

尽管海洋矿产资源储量非常丰富,但是海底矿产探测和开采还有一定的难度,船舶声呐系统是借助声波信号和成像技术,对海底地形、障碍物等进行探测的一种方式,无论是民用领域还是工业领域都有广泛的应用。本文研究的侧重点是高分辨率声呐系统的多波束成像技术,重点研究高分辨率声呐系统的基阵信号,以及声波的多线程DSP处理技术,并设计一种针对多波束成像技术的高分辨率声呐系统。     

基于亮点迹线跟踪的逆合成孔径成像运动补偿技术

本文提出一种基于亮点迹线跟踪的逆合成孔径声呐运动补偿技术。该方法从匹配滤波后的多脉冲回波历程图上,对距离变化区间较小的亮点进行轨迹跟踪,得到亮点距离随时间的变化,估算出目标质心到基阵的漂移运动量,并进行补偿。仿真试验结果表明,所提方法能有效提高逆合成孔径声呐的成像性能。     

侧扫声呐检测软体排搭接宽度精度的影响研究

侧扫声呐技术在浅水内河航道整治工程水下检测中的应用较少,业内缺乏侧扫声呐检测软体排搭接宽度影响因素、准确度及控制措施的研究。本文以长江深水航道整治二期工程为依托,通过不同拖拽方式、船速和波束角,开展对侧扫声呐检测软体排搭接宽度的影响因素研究,确定检测精度和稳定性得到很好的保证的控制措施,对于侧扫声呐检测软体排搭接宽度的检测开展有指导意义。     

海底沉油识别与定位方法

采用船载或水下航行器搭载多波束声呐设备,对事故地点及疑似污染海域进行声波信号扫描,获取海底的回波反射数据;对声波数据进行信号处理和成像显示;根据海底沉油的回波反射特征及不同目标回波反射的差异性,结合周围环境,对海底沉油进行快速识别和检测,案例分析表明,该方法具有响应速度快,识别效率高,可操作性好的特点,可为海洋溢油应急处置工作提供数据支持和决策支持。