[发明专利]高低频海底底质参数测量仪及海底底质参数测量方法

说明书

本发明公开了一种高低频海底底质参数测量仪，包括测量仪本体和上位机，测量仪本体的底端设置有压力开关、声速测量模块、反射板、高频收发一体换能器以及低频收发一体换能器。本发明还公开了一种利用上述高低频海底底质参数测量仪对海底底质参数进行测量的方法，该方法包括：通过历史数据或者实验数据建立一个海洋底质声传播损失TL、底质成分以及底质声速cpr的对应表；将测量仪本体放入待测量海域进行测量并记录数据；采用时间飞跃技术测量近海底区域水声声速Csubgt;w/subgt;；第一层海底底质成分的确定及第一层海底底质层厚的计算……第N层海底底质成分的确定及第N层海底底质层厚的计算。本发明可以实现采集数据的连续性，提高测量的准确性。

技术领域

本发明属于海底底质声学特性研究技术领域，尤其涉及一种高低频海底底质参数测量仪及海底底质参数测量方法。

背景技术

在人类已经掌握的各种探测海洋的手段中，声学方法仍然是一个最有效地探测手段。海底作为声波在海水中传播的下边界，对声场的影响巨大，因此，了解和获取海底底质的声学特性是解决水下声传播问题的关键因素。

当前多采用遥感的方法获得海底的地形地貌和海底底质参数，但是遥感技术获得的数据是历史数据，没有实时测量的数据有意义和说服力。当前对海底底质参数的实时测量一般是采用海底取样，并在实验室进行测量，然后把实验室测量结果修正到现场测量值的方法。其中海底取样的样本长度一般不超过30cm，且一般采用重力取样获取，并尽可能地减小取样扰动所带来的误差。这种实时测量的方法存在很多缺点，例如，不能得到海底的连续资料，只能获取离散点的数据；样本容易受到海水的冲刷而失去原貌，同时也失去了原有的压力、温度等环境条件；该方法费时费力，且受制于海况条件，当海底底质很硬时(如花岗岩和玄武岩底质)不容易获取样本。

由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。

发明内容

本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种高低频海底底质参数测量仪及海底底质参数测量方法，以实现采集数据的连续性，提高测量的准确性。

本发明所采用的技术方案为：

高低频海底底质参数测量仪，包括测量仪本体和上位机，所述测量仪本体的顶端设置有释放绑定机构，测量仪本体的底端设置有压力开关、水声声速测量模块、反射板、高频收发一体换能器以及低频收发一体换能器，水声声速测量模块用于发射和接收声波，反射板用于反射发自水声声速测量模块的声波，高频收发一体换能器用于发射高频声波并接收反射自海底不同层底质的高频声波，低频收发一体换能器用于发射低频声波并接收反射自海底不同层底质的低频声波；测量仪本体内设置有处理器电路板模块、导线及速度传感器，处理器电路板模块内设置有数据存储单元，压力开关、水声声速测量模块、高频收发一体换能器、低频收发一体换能器以及速度传感器分别通过导线与处理器电路板模块相连，数据存储单元通过有线线缆或无线通信与上位机完成数据传输，上位机内存储有多种地声模型。

所述高低频海底底质参数测量仪为回收式高低频海底底质参数测量仪，该回收式高低频海底底质参数测量仪包括船舶及设置在船舶上的排缆装置，所述释放绑定机构通过缆绳与排缆装置相连。

所述高低频海底底质参数测量仪为抛弃式高低频海底底质参数测量仪，该抛弃式高低频海底底质参数测量仪包括浮体，浮体与释放绑定机构相连，所述浮体内设置有数据存储模块，数据存储模块与处理器电路板模块通信连接，且数据存储模块通过有线线缆与上位机完成数据传输。

所述测量仪本体内还设置有电池模块，所述处理器电路板模块与电池模块相连。

所述测量仪本体的底端还设置有多块裙板。

所述释放绑定机构包括依次相连的释放器、电机及水声换能器，电机分别与释放器、水声换能器相连，水声换能器与处理器电路板模块相连，电机控制释放器动作。