利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备。又称旁侧声呐或海底地貌仪。

外文名

side scan sonar

原理

回声测深原理

领域

测绘科学与技术

应用

海洋地貌和海底地质调查

波束

平面垂直于航行方向

正文

其换能器阵装在船壳内或拖曳体中，走航时向两侧下方发射扇形波束的声脉冲(见图)。波束平面垂直于航行方向，沿航线方向束宽很窄，开角一般小于2°,以保证有较高分辨率；垂直于航线方向的束宽较宽，开角约为20°～60°，以保证一定的扫描宽度。工作时发射出的声波投射在海底的区域呈长条形，换能器阵接收来自照射区各点的反向散射信号，经放大、处理和记录，在记录条纸上显示出海底的图像。回波信号较强的目标图像较黑，声波照射不到的影区图像色调很淡，根据影区的长度可以估算目标的高度。

1960年英国海洋科学研究所研制出第一台侧扫声呐并用于海底地质调查。60年代中期侧扫声呐技术得到改进，提高了分辨率和图像质量等探测性能，开始使用拖曳体装载换能器阵，拖曳体距海底的高度约数十米。70年代研制出适应不同用途的侧扫声呐，轻便型系统总重量仅14公斤。现代侧扫声呐广泛应用于海洋地形调查，和探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。

侧扫声呐的工作频率通常为几十千赫到几百千赫，声脉冲持续时间小于1毫秒，仪器的作用距离一般为300～600米，拖曳体的工作航速3～6节，最高可达16节。侧扫声呐近程探测时仪器的分辨率很高，能发现150米远处直径 5厘米的电缆。用于深海地质调查的远程侧扫声呐工作频率为数千赫，探测距离超过20公里。进行快速大面积测量时，仪器使用微处理机对声速、斜距、拖曳体距海底高度等参数进行校正，得到无畸变的图象，拼接后可绘制出准确的海底地形图。从侧扫声呐的记录图象上，能判读出泥、沙、岩石等不同底质。利用数字信号处理技术获得的小视野放大图象能分辨目标的细节。