国产海洋地球物理设备简述----侧扫声纳

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本文是结合自己道听途说和参考各设备厂商的网站写出来，因为这些设备，博主都没有用过，有不正确的地方，请多多谅解。

据说，目前国内的侧扫声纳设备，获取市场较为认可是：蓝创海洋的侧扫声纳，设备代理商也是主推他们家的侧扫声纳。在蓝创海洋的网站上，侧扫声纳的产品非常多，按频率数量分：单频、双频和三频；按照频率分：150KHz，300KHz，450KHz和900KHz。‘

为了便于比较，选用他们的双频设备：Shark-S150D超高清双频侧扫声呐，它的实物图片和技术参数如下：

" @* M- u$ u) ]0 C6 D5 w5 F

​

+ O7 u$ w* N3 v" A3 T

与之相比较的设备是主流的侧扫声纳Klein3000/4000，它的拖鱼与上面的图片基本一样，技术参数见下表

. h' ^* f" o/ @ S$ V

从2个技术参数来看：

* r; o/ c: `* Q7 v. z

（1）拖鱼重量，拖鱼重量都是29Kg，一个人提有点费劲，如果太轻了，拖鱼不易下沉，有时还要加铅块。

8 Q$ d7 v; ?( G0 X- M: ]5 |; n

（2）工作频率，高频为400-500KHz，低频为100-150KHz，差别不大。

9 c$ k+ d* m7 L8 K2 J7 E( Y7 o8 _. J

（3）波束开角，此参数反映了声纳图像的分辨率，

Shark-S150D：波束水平开角为0.6° @150kHz，0.2° @450kHz，垂直开角：50°

/ `( |$ e' N: V3 ~

Klein3000：波束水平开角为0.7° @100kHz，0.21° @500kHz，垂直开角：40°

水平和垂直开角也差不多，这里有必要简单说说侧扫声纳的原理。侧扫声纳发射水平小开角，垂直大开角的扇形波，碰到海底或水中物体会产生散射，其中反向散射波（回波）会按原传播路线返回被换能器接收。一般情况下，硬的、粗糙的、凸起的海底，回波强；软的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮挡的海底不产生回波，距离越远回波越弱。下面是一些示意图片：

6 f% T5 u/ w6 c8 S# g' v" R8 q+ k

2 y( u. T# ?$ F; ~ p$ q! @8 A

% I' |$ @7 o4 h% ~

6 Q8 q/ l! P* m( g& T! }2 E3 f

（4）距离范围，与工作效率有关

Shark-S150D：最大量程450m @150kHz，150m @450kHz

3 V. @$ w0 }+ F# v e- U

Klein3000：25m至1000m有15档可调

单侧量程是这2个设备最大的差别，据了解，Shark-S150D想要到达450m量程，需要水深50m，也就是Shark有效扫宽大约为水深的10倍；而 Klein3000的量程为水深的10-20倍。据行业的资深人士说区别主要是算法，因为我国掌握了声学端子小型化的技术以后，国外声学设备为了降低成本，也是采购我们的声学端子。

如果你采购的侧扫声纳用作工程勘察项目，一般单侧扫宽都不会超过150m，两者都可以用，效率和质量基本一样；如果你采购的侧扫声纳用作普调，扫宽需要尽量宽一些，Klein3000就更合适；如果在海底丢失了一个东西，需要在小范围内寻找，可以选用Shark更高频率的产品。

现在看看Shark侧扫声纳的图谱，来自于蓝创海洋的官网：

4 g" R4 i6 a& H" b6 q8 ^8 Y& O

线缆：

6 [4 |2 L' H; G8 C. r

; [& R, t+ ]8 k4 x

沙波纹：

沙波纹：

; S2 a3 Q3 H1 ^3 U

沉船：

/ I- Z# e& H' x, ] J

沉船：

沉船：

砖结构：

2 z3 v5 r$ z5 U9 I: @( `

水下古城的小桥和河道：

4 ]" H+ o3 H% f8 v. l

沟道：

0 y. e& k7 M9 r- S- q

以下Klein3000的声纳图谱，可以比较一下两者的效果：

从我们单位的勘测报告里摘出来的，可能有点模糊，图谱都是单侧扫宽100m/150m。

! [4 O) o* Z* w+ C( w

防波堤抛石和线状物：

% y% A4 ~& Q& a& a6 z% j

f5 t4 o8 ]1 ~0 u( }% @4 Q

油田施工拖痕：

出露的管线及疏浚的航道：

9 H3 f) I1 K( T6 m. j' x

沙波纹：

6 b" I" C9 L h , W* v5 p2 Z. c1 Y5 ` b" q

管道沟：

; g7 Y) u, E7 `5 I5 m7 b. k4 X

掉落的集装箱，第二张为多波束的点云图：

c' e/ ?9 K2 K) f* I& w

石油平台附近的管缆（被水泥压块压着）

从Shark-S150D和Klein3000的图谱对比，两者图谱差别不大，说明Shark-S150D应该是可勘用的。从价格上看，国产侧扫声纳的价格大约相当于klein3000不含税的价格的一半左右。

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