目前，在地球上，海底还是我们比较陌生的地方
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【目前，在地球上，海底还是我们比较陌生的地方】
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目前 ， 在地球上 ， 海底还是我们比较陌生的地方 。 预计在深海和近海水域对海床的勘探将带来大量潜在的经济机会 。 最近对有价值的经济资源不断扩大的勘探兴趣、环境战略的日益重要以及对领土主张的日益增加的压力 ， 一直是详细的海底测绘日益重要以及传感器技术和海洋技术的快速进步背后的主要动机 。 在过去的十年中 ， 在海洋勘测作业中越来越重视多个声纳传感器的集成 。
通过在单个测量套件中融合和同时操作多个声学测绘设备所提供的协同作用支持了对这种操作配置的需求；促进对海洋环境的详细调查 ， 同时使编码在一台仪器数据集中的信息能够用于纠正另一台仪器的人工制品 。 传感器智能方面的创新进步允许根据对实时环境信息的评估做出时间紧迫的决策 。 任务数据评估和决策允许优化调查 ， 提高任务效率和生产力 。
虽然低频声纳具有远距离成像能力 ， 但生成的数据集本质上是低分辨率的 ， 降低了区分小尺度特征的能力 。 相反 ， 高频成像声纳生成高分辨率数据集 ， 提供更多细节并改进数据分析 。 因此 ， 高频声纳系统是海底勘测任务中使用的理想传感器系统 。 然而 ， 海水严重限制了声波的传播 ， 尤其是降低了高分辨率声纳的范围 。 因此 ， 高分辨率测量传感器必须部署在靠近海床的位置 。
UUV是提供海洋调查作业所需且经常要求的近海床能力的理想平台 。 此外 ， 最近的技术进步使UUV能够为以前被认为不经济或技术上不可行的大部分未开发的深水环境提供高分辨率测量能力 。 然而 ， 多个共同定位的高频声学传感器的操作会导致跨传感器声学干扰对单个数据集的污染 。 传感器控制程序和“智能”传感器的开发有助于避免这种传感器串扰 。 由于水下电磁波的高衰减 ， 视频和雷达不适用于海底环境的广域测绘 。
相反 ， 声波是绘制海底广阔区域的唯一实用方法 。 声纳技术是现代海洋调查系统的重要组成部分 ， 并已成功用于记录海洋海底的组成、物理属性以及栖息地和群落模式 。 今天 ， 有许多声学设备可用于绘制海底图表 ， 包括多波束回声测深仪、侧扫声纳、干涉声纳和合成孔径声纳 。 这些系统的声学测绘技术和能力各不相同 ， 并提供对海床的不同解释 。 多波束回声测深仪能够收集高度准确的海底深度信息 。
在过去的几十年里 ， 这些系统已成功用于在浅水和深水地区收集高分辨率海底测深数据 。 多波束声纳系统发射的声脉冲在跨轨场中较宽 ， 在沿轨场中较窄 ， 从而产生“交叉扇形”波束模式以获得对底部的详细覆盖 。 接收波束方向图在沿磁道场中较宽 ， 而在跨磁道场中较窄 。 发射和接收波束的最终产物是一个窄波束 ， 它可以对海底区域进行声波处理 ， 沿条带提供采样点的距离角对 。 多波束声纳系统还能够通过记录沿海床扫过的反向散射信号的强度来提供声学反向散射图像 。
然而 ， 与侧扫声纳后向散射图像相比 ， 该图像的分辨率较低且质量较差 。 多波束系统也很昂贵并且需要高处理能力 ， 侧扫声纳是一种声学成像设备 ， 用于生成海床的广域、高分辨率反向散射图像 ， 在最佳条件下 ， 它可以生成几乎照片般逼真的海床二维图像 。 这种声学仪器用于绘制海床特征图并揭示生物源和人为源的特殊沉积物结构 。 侧扫通常不会产生测深数据 ， 然而 ， 它确实提供了有关沉积物质地、拓扑结构、床型的信息 ， 并且侧扫声纳波束在海床上的低掠射角使其成为目标检测的理想选择 。
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