[發明專利]拖曳式深海海底淺層結構聲學探測系統及方法

有效

• 申請號: 202010165855.5
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111308474B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陶春輝;沈洪壘;金肖兵;王漢闖;周建平;丘磊;柳云龍
• 申請（專利權）人: 自然資源部第二海洋研究所
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S15/02;G01S7/534
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種拖曳式深海海底淺層結構聲學探測系統，其特征在于包括母船控制臺(1)和拖體(2)，所述的母船控制臺(1)通過光電復合纜(2)與拖體(3)連接，光電復合纜(2)長度可調；所述的拖體(3)上安裝有位于拖體垂直中心軸線上的低頻換能器聲源(4)和高頻換能器聲源(5)、以及均勻布設于拖體底部四周的水聽器(6)，所述的低頻換能器聲源(4)位于高頻換能器聲源(5)的正上方；

所述的高頻換能器聲源的激發時間延遲于低頻換能器聲源的激發時間，延遲時間Δt＝Δh/c，其中Δh為低頻換能器聲源與高頻換能器聲源的深度差，c為水中聲速。

2.根據權利要求1所述的拖曳式深海海底淺層結構聲學探測系統，其特征在于，所述的低頻換能器聲源和高頻換能器聲源的信號強度滿足：A_h/d_h＝A_l/d_l，其中A_h、d_h分別表示高頻換能器聲源的信號強度和聲源子波傳播距離，A_l、d_l分別表示低頻換能器聲源的信號強度和聲源子波傳播距離。

3.根據權利要求1所述的拖曳式深海海底淺層結構聲學探測系統，其特征在于，所述的水聽器距離海底最近可達5-10m。

4.一種基于權利要求1所述的拖曳式深海海底淺層結構聲學探測系統的探測方法，其特征在于步驟如下：

1)通過母船控制臺調節光電復合纜的長度，使拖體位于近海底區域；

2)調整低頻換能器聲源和高頻換能器聲源信號沿垂直方向的相位同步化：通過母船控制臺控制低頻換能器聲源和高頻換能器聲源的激發時間，使高頻換能器聲源相較于低頻換能器聲源的激發延遲時間Δt＝Δh/c，其中Δh為低頻換能器聲源和高頻換能器聲源的深度差，c為水中聲速；

3)調整低頻換能器聲源和高頻換能器聲源的回波強度一致：通過母船控制臺控制低頻換能器聲源和高頻換能器聲源的信號強度滿足A_h/d_h＝A_l/d_l，其中A_h、d_h分別表示高頻換能器聲源的信號強度和聲源子波傳播距離，A_l、d_l分別表示低頻換能器聲源的信號強度和聲源子波傳播距離；

4)根據步驟2)得到的激發延遲時間和步驟3)得到的信號強度順序激發低頻換能器聲源和高頻換能器聲源，兩種聲源子波在勘探目標區域所在的反射層位反射后向上傳播，由拖體底部的水聽器采集聲源回波信號，得到同時包含低頻和高頻能量的反射信息。