合成孔径声呐研究进展论文

声纳是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式。

未来声学检测技术的发展

01单波束探测器

在浅水达到了CM水平的准确性，并且各种频率和市场脉冲率的深化设备可以满足大多数用户。尽管新技术的不断发展，但仍然保留单波浪背部测试，并且这种传统仪器仍然用于世界深度测量。通过模拟记录作为数字记录开发了单波束深度深度，其精度和准确性大大提高，这可以满足大部分海频测量要求。数字监控，运动态度传感器，卫星定位系统（如GPS系统）和数据收集软件可以大大减少海洋测量师的数量，大大提高海洋测量效率。单波束测试，深度仪器将开发到系统高度集成，智能和小型化方向，双带单梁试验，提供水道空气深度的可能测量，以及端口的潜在功能和指导较大的疏浚区域测量具有实际意义。02侧扫地

在障碍物检测方面已经实现了高水平。目前，虽然使用横向扫描技术是有限的（最大5〜6），但在端口和通道检测中，横向扫描纳米技术被检测到水下导航障碍物和水下小目标。方面具有广泛的应用前景。未来侧网纳米技术将完美地对图像镶嵌技术，侧扫描数据的三维可视化，系统分辨率的提高，以及通过高空速条件的图像图像提取的可靠型核潜艇基板声学特性的可靠性。进一步改善。

03多光束深化技术

多光束深化技术实现了“点线”到“线面”测量的跨度，其技术进步非常突出，而且迅速发展，并已成为子集最有效的工具全面覆盖测量。如果使用合理的工作，并且系统在检测到导航障碍物中具有足够的分辨率，则该技术具有巨大的精度潜力和完全覆盖，以检测海底地形。虽然多光束测试更深的功能具有令人印象深刻的功能，但对于测量设计人员，操作员和测量检查器，多光束加深器械的操作原理尽可能多地用于插值数据。评估至关重要。通过改善数据密度，改善系统分辨率，增加的覆盖率，深度准确性的提高以及改善海洋元素和多功能集成的改进，将进一步升级和改进未来的多波长深化设备。

04合成光圈声

合成孔径声纳是一种新型的高分辨率水下二维成像，基本原理是使用小的孔径矩阵运动，通过将信号的相关处理接收到不同的位置（方向）。获得合成孔以获得取向方向上的高变形力。直观，距离越大，合成孔径越长，合成阵列的角度分辨率越高，因此偏移距离增加，保持分辨率。该技术仅在1992年被打破，并且已经发生了被动和有源工作模式的合成孔。 1995年，实验原型完成，效果距离达到400米，分裂率达到10厘米。

合成孔可用于检测和识别水下军事目标，最直接的应用是开展深度分辨率的检测和鉴定肾小水雷和埋葬雷声，也可用于水下目标检测，水下考古并搜索水丢失的物体等，特别是高分辨率海底，对数字地球研究具有重要意义。外来合成孔节电流发展趋势是进一步改善信号处理方法的改进，增加了目标识别图像分辨率的增强，以及延伸作用的作用进一步提高，这是海洋高 - 具有非常好的应用前景。

05水下定位技术

水下定位技术将在各种适用的范围内开发，更准确，更简单。激光声音传感技术具有柔韧，覆盖的水，特别是一些船舶难以实现的一些优点，但精度相对较低。水声定位系统开发了一种高精度的技术，因此是一种新的水下定位技术，可以在未来形成新的水下定位技术。可以预见的是，在不久的将来搜索在大范围内的水下目标时，将使用空气传播的激光声学遥感技术，并且船车道定位技术用于确定大致范围的水下目标。执行精确定位。

可预见到未来的声深化技术将与高度集成功能集成。海底中多个声学特性的综合检测无疑是未来发展的趋势，这不仅可以避免声学设备引起的数据融合。困难。此外，组合的集成检测为海洋调查提供了更可靠的数据支持。通过对各种数据的全面分析，可以提高数据解释判断的可靠性，并提高分析结论的科学性。

第一届水声测量国际会议（UAM）在希腊举行，中国科学院院士、声学所研究员李启虎应邀出席会议，并作了题为《海洋监测中的水声技术》的报告。报告中，李启虎阐述了水声测量技术在海洋监测中的重要作用，并介绍了我国“863”计划海洋领域在水声监测技术方面的研究成果，引起了各国专家学者的极大兴趣和关注。李启虎首先在报告中指出了水声测量技术在海洋监测中的重要性。李启虎说，海洋监测是海洋开发和利用中的重要任务之一。它包括海洋环境保护、海洋灾害预警、国家安全和海洋资源开发。海洋监测的主要手段建立在力学、电磁学、化学、声学、光学等研究领域的基础上，而由于声波是人类目前所知惟一能在海水中远距离传播的媒介，海洋里声波信号随距离的衰减比光波和电磁波要小得多，因而水声技术在海洋环境监测中，尤其是海体和海底的监测中起到了至关重要的作用。科技部自1996年开始，将海洋领域纳入“863”计划，积极推动海洋监测的高技术发展，其中，水声监测技术取得了巨大进展。报告中，李启虎向国际同行介绍了这些成果。一是多功能声学多普勒海流剖面仪（MADCP）技术。海流剖面是海洋开发活动中要考虑的一个重要参数。传统的声学多普勒海流剖面仪（ADCP）只能够给出几百米深度的海流剖面。而现在，有了MADCP，除了海流剖面，还能检测出悬浮物质。这种设备是非常“中国特色”的——中国的海水通常比较浑浊、泥沙多，悬浮物质的检测在海洋监测中非常必需，所以，MADCP的出现和应用意义重大。二是声相关海流剖面仪（ACCP）技术。工作深度是传统的ADCP的局限所在，它很难在460米以上的深度下工作。现在，运用ACCP测海流，比ADCP能达到的测量深度要深得多，测量深度可以超过3000米。ACCP仪器的体积较小，在军事上具有很好的应用前景。目前，掌握ACCP技术的只有中国和美国，中国已于两年前完成了ACCP的原型构建。三是合成孔径声呐（SAS）技术。它是海洋工程领域中的一大技术创新。SAS技术是一种高分辨率的海底图像声呐，可以用于海底地貌、地形的探测。目前，中国、美国和西欧的一些国家都在进行SAS的研究。李启虎在报告中还介绍了水声技术在军事海洋学方面的应用。包括水下目标识别、水下通讯、海洋监视和反潜艇作战等军事方面。事实上，上世纪50年代以来，由于出现了可以长期在水下潜航的核潜艇，特别是低噪声的隐形潜艇的投入使用，各海洋大国对声呐的研究都给予了特别的关注。而在美国“”事件后，水声技术在保护国家安全方面的作用更加被全世界重视，其军事作用主要表现在海港保卫、不明水下交通物监测、网络中心作战等方面。

合成孔径声纳是一种新型高分辨水下成像声纳。其原理是利用小孔径基阵的移动来获得移动方向(方位方向)上大的合成孔径，从而得到方位方向的高分辨力。获得这种高分辨力的代价是复杂的成像算法和对声纳基阵平台运动的严格要求。目前国际上只有少数国家和地区研制出了合成孔径声纳原型机并进行了海上试验。我国于1997年7月正式将合成孔径声纳列入了国家“863”计划项目。 合成孔径声纳可以用于水下军事目标的探测和识别，最直接的应用就是进行沉底水雷和掩埋水雷的高分辨探测和识别。在国民经济方面，可以用于海底测量、水下考古和搜寻水下失落物体等，尤其可以进行高分辨海底测绘，对数字地球研究具有重要意义，标志着我国在合成孔径声纳研究方面进入了与国际同步发展的水平。