基于遥感数据和表层声速的全海深声速剖面反演     

李倩倩  李宏琳  曹守莲  严娴  马志川 《海洋学报》2022,44(12):84-94

海洋声速剖面严重影响着水下声传播特性,近实时地获取声速剖面对水下声通信、水下定位、鱼群探测等都有重要意义。单经验正交函数回归（single Empirical Orthogonal Function regression,sEOF-r）方法通过建立声速剖面的经验正交系数与海面遥感数据之间的线性回归关系来反演声速剖面。但是,海洋是一个复杂的动力系统,声速与海面遥感数据并不是简单的线性关系,因此,本文基于Argo历史网格数据,通过自组织映射（Self-Organizing Map,SOM）生成海平面高度异常（Sea Level Anomaly,SLA）、海表面温度（Sea Surface Temperature,SST）等海表遥感数据以及表层声速仪测量的表层声速与声速剖面异常之间的非线性映射;然后利用近实时的海表遥感数据和表层声速反演三维海洋声速场。声速剖面反演的结果表明,在多源信息融合的优势下,本文方法的反演性能最稳定且精度最高,声速剖面的平均反演精度比经典sEOF-r方法提高约2 m/s,比未考虑表层声速的经典SOM方法提高约1 m/s。  相似文献   

海底沉积物的基本地声结构与地声模型     

邹大鹏  伍智林  孙晗  刘伟  纪轩荣  肖体兵 《海洋学报》2022,44(9):145-155

为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化的关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型、低声速表面–声速增大类型、高声速表面–声速缓慢变化类型和高声速表面–声速增大类型4种典型地声结构;对比钻探测量,分析黄海海底沉积物的密度、孔隙度与声速随埋深变化关系,得出海底地声模型分层特征与地声结构组合特征。研究表明,地声模型可以归结为4种基本地声结构的组合,通过与底层海水声速、同层内声速剖面以及与上层海底沉积物下表面声速的比较,可以建立各种海底地声模型;基于实验室测量法建立的地声模型可以作为参考地声模型,但需要考虑实际海底温度和压力梯度以及海底沉积物的频散特性等,借助于声速比校正法和频散性理论模型进行计算及修正。  相似文献   

基于分层EOF的深海声速剖面时变特征建模          下载免费PDF全文

张林虎  刘杨  刘焱雄  陈冠旭  李梦昊 《海岸工程》2022,41(3):209-222

针对目前局部海域小时间尺度声速场建模方法未顾及不同深度区间内声速变化规律的问题,本文根据实测深海声速剖面的统计特征,提出了声速剖面分层方法,并进一步基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）提出了局部小时间尺度的声速剖面分层时变模型构建方法。利用南海实测全海深声速剖面数据,分析了分层EOF第一模态系数和等效平均声速的日变化特征,并比较了不同拟合模型的精度。最后,利用试验海区的温度和潮汐数据分析了声速剖面周期变化的影响因素。结果表明： ①声速剖面分层EOF第一模态系数及等效平均声速具有日周期变化特征,上层声速日周期变化特征不明显,中层声速日周期变化特征较明显,下层声速变化较小但仍具有日周期变化特征;②局部海域小时间尺度声速拟合应考虑长期变化项的影响;③试验海区声速剖面EOF第一模态系数变化与温度显著相关,提取的声速剖面时变特征与海区潮汐周期特征基本吻合。  相似文献   

声速剖面EOF表示对多波束水深数据的影响研究          下载免费PDF全文

孙文川  暴景阳  金绍华 《海洋测绘》2014,34(6):21-24,28

基于实测数据,将测区内声速剖面进行EOF表示,进而采用常梯度分层声线跟踪法对EOF表示的声速剖面和实测声速剖面进行比对,统计有效波束比。比对结果表明:采用EOF表示的声速剖面进行的水深数据改正能够满足多波束水深测量的精度指标要求,论证了采用EOF方法表示多波束勘测水深声速剖面场的有效性。  相似文献   

深海主跃层环境对会聚区影响的数值分析     

王磊  王克平 《海洋测绘》2014,(1):40-42

应用BELLHOP模式,对声速剖面的声跃层结构变化引起会聚区偏移特征进行了分析。结果表明,声速垂直结构的变化可导致会聚区位置出现不同程度的偏移:跃层强度增加0.01 s-1将使会聚区向远离声源方向偏移1.5~2.0km;跃层厚度增大50m将使会聚区向靠近声源方向偏移0.3~0.5km;跃层位置加深100m将使会聚区向远离声源方向偏移0.5~1.0km。在跃层的三个特征量中,跃层强度起主导作用。跃层强度变化引起的声线在海洋次表层的偏折差异,进而导致进入深海等温层的入射角差异,是使会聚区发生偏移的决定性因素。  相似文献   

多波束测深残余折射处理技术的对比研究          下载免费PDF全文

刘胜旋  屈小娟 《海洋测绘》2010,30(2):49-51

针对多波束条幅存在的残余声线折射影响,加拿大Caris HIPS多波束资料处理软件除了支持声速剖面改正外,还提供了一个折射改正工具。该折射改正工具简单易用,效果所见即所得,能够快速消除声线折射产生的假地形。通过实测数据对这两种改正方法的结果进行了比较。  相似文献   

ESTIMATION OF SOUNDING ABILITY OF A BRILLOUIN LIDAR IN THE EAST CHINA SEA     

吴东宋小全  刘智深 《中国海洋湖沼学报》2001,19(3):193-199

Vertical profiles of sound speed in the sea can be measured by using laser excited Brillouin scattering. In this paper the dependence of the accuracy of sound speed measurement on the accuracy of the Brillouin shift measurement is analyzed. We calculated the maximum detecting depths of sound speed to an accuracy of 1 m/s by lidar with different laser pulse energy, platform altitude, telescope aperture and lidar effective attenuation coefficient. The estimation of sounding ability in the East China Sea is made in some stations. These data can be used in the design of Brillouin Lidar for the China Sea.  相似文献   

多波束测深中声速剖面的横向加密方法          下载免费PDF全文

关永贤  屈小娟 《海洋测绘》2009,29(5):54-56

针对声速剖面在横向空间上的低密度、分布不均匀导致水深测量误差的问题，提出了一种容易实现且有效的思路，采用分层取样、空间插值的方法，在后处理过程中人为地增加声速剖面的数量，使其密度足够大、分布更均匀，达到改善声速改正的效果和提高多波束测深精度的目的。  相似文献   

GPS-RTK无验潮测深精度影响因素分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘文勇  郑晖 《测绘科学》2015,(11):7-12

针对目前GPS-RTK联合单波束无验潮测深虽然从理论上消除了潮位模型误差的影响,但未顾及测量船受风浪、海流、潮汐等作用引起的姿态影响、GPS与测深仪信号不同步的影响、测深仪信号延迟和水中声速变化的影响等问题,为了提高海洋测深成果的精度,文章在分析这些影响因素产生机理的基础上,结合当前常用的外业作业设备,仿真模拟了各种测深作业状况,并分别定量计算了各种状况下上述因素引起的定位和测深误差,然后依据分析计算结果,给出了相应的解决办法,可为测深外业作业人员区分误差量级,进而优化作业方案提供参考。  相似文献   

常梯度声线跟踪中平均声速的改进算法     

陆秀平  边少锋  黄谟涛  翟国君 《武汉大学学报(信息科学版)》2012,37(5):590-593

在对多波束测深常用声线跟踪算法进行分析的基础上,提出了一种改进的声线跟踪算法,即沿声线传播的圆弧路径进行积分来求取层内的平均声速,进而推导了严密的多波束测深波束脚印位置的计算公式。理论推导表明,常用的声线跟踪算法的平均声速是将声线的圆弧传播路径当作对应弧段弦时的改进算法平均声速的近似解。实验表明,改进的声线跟踪算法比常用的声线跟踪算法更严密。  相似文献