·128 ·
随着深水工程地质勘察技术的发展，深水工程地质勘察
技术为深水工程建设与开发工作提供了保证。作为技术人员，
在研究深水工程地质勘察技术过程中，要结合具体工程实际，
科学制订更加完善的勘察技术方案，确保勘察工作质量，有
效地为深水工程工作开展奠定基础。
1 深水工程物探技术研究现状
1.1
? ?0G*? ?
水下声学定位可通过水声设备对位于水下的设备等的位
置、距离进行准确的测量，实现精度较高的水下定位。在实
施海底勘探工作期间，通常会应用声脉冲群定位，结合声基
线的位置或者声学单元的距离对声学系统进行分类，如超短、
短或长基线定位系统等。其中超短基线的优势在于成本较低，
操作难度不高，所需的换能器较少，但测量的精度更高。短
基线的优势在于价格合理，操作简便，换能器的占地面积较小，
安装较为方便。长基线系统的优势体现在定位的精准性较强，
换能器体积小，安装也较为便利。我国的声学定位技术已经
发展到成熟阶段，但在对长距离的定位方面还具有更宽广的
发展空间。国际上对于该项技术的研发较早，且应用范围面
积较大，精度较高，通常多用于军事方面。
1.2 º ?
?
p ? ?
该项技术能够利用声学高分辨的发声系统，通过不同频
率和振幅对海底的浅层进行勘测。该技术主要有单波束、多
波束探测、浅层剖面探测等多种技术类型，高频通常应用到
探测海水深度等情况，低频主要用于探测深海深度同时获得
海底的剖面图。
1.2.1 声成像技术
在声成像技术中，侧扫声呐技术较为关键，通常会用于
深水勘测。实施深拖作业时，拖体与海底的高度距离会受到
海底起伏的直接影响，通常需将高度控制在 50~10 0 m 范围内。
潜器搭载的高度控制难度不大，可保持与海底的距离在 5 0 m
以内。近期，侧扫声呐技术主要表现出下述技术特征 ：（ 1）
结合高速侧扫声呐技术，深入优化多脉冲与多波束声呐技术 ；
（2）应重视结合三维测深技术，有效地分析深海形态与深度，
进而掌握准确数据 ；（3）科学地发展合成孔径技术，该技术
的发展具备高分辨率的优点，横向分辨率指标可达声呐阵长
度的50%，同时不会因距离的变化而产生变化。海底浅层声探
测图如图 1所示。
5
1 23
4
6
7
图1 海底浅层声探测
1—垂直深度；2—声探扇面；3—斜面深度；4—底部长度；
5—海平面距离；6—声探夹角；7—横向距离
当前使用频率较高的侧扫声呐技术在应用过程中会表现
出下列弊端 ：（ 1）精度方面还需进一步提升，主要原因在于
横向分辨率与声呐阵的水平宽度直接相关，分辨率会在距离
提高的同时随之提升 ；（ 2）无法形成精准的海底高度指标，
目前只有两种声呐可形成海底的三维图像。其中等深线成像
可广泛应用于大面积测量工作，反向散射声成像主要用于对
水下环境进行精准度更高的测量。
合成孔径声呐是分辨率更高的水下成像声呐技术，其分辨
率指标与距离和所使用的声波频段并无直接关系，这也可作
为合成孔径测试声成像的明显优势特征。当前国际上的 SAS
探测技术及相应的设备发展已经进入成熟阶段，行业内多数
设备生产企业，如Kongsberg等均已陆续推出了自己的 SAS
产品。不同产品在技术方面还存在一定的差异，分辨率通常
在2.5~1 0 cm范围内，测绘宽度为 500~60 0 m 。我国也有部分
科研机构已经开展了SAS技术及其产品的研发工作，主要有
哈尔滨工程大学等院校，其中中科院在“九五”计划中便已
经研发出湖试样机，并于 2012年对产品进行定型，当前已经
［摘 要］ ?
K? ? ?
]Q)?
< ， ?
K???? ??? ， ?
]Q)?]?坤b? ?l ，?堵 t ?
]Q)?? ?天N?q ，V?g勃
? ?0众基? ? 、? ?
?址 ? ? 、 ?商?址? ? ，?s ?
]Q)
深水工程地质勘察技术现状及展望（论文）.pdf
