声速剖面EOF重构的实测数据采样深度研究
2021-08-02王子蘅王振杰聂志喜张远帆
海洋科学 2021年6期
王子蘅, 王振杰, , 聂志喜, , 张远帆
(1. 中国石油大学(华东) 海洋与空间信息学院, 山东 青岛, 266580; 2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室, 山东 青岛, 266071)
声波在水中的良好传播特性使其成为获取和传递水下信息最为有效的手段[1-3]。声速是影响水下多波束系统作业精度的重要外部影响因素, 通过影响声线跟踪的精度, 最终影响到测深精度。多波束测深通过换能器实时接收其发射出的各波束经海底反射和散射后返回的到达角和旅行时[3], 利用声速剖面数据,由公式计算得到不同波束点对应的水深值。声速剖面是声速的垂直结构分布, 海水的介质特性导致声波的传播轨迹发生弯曲, 要获取波束脚印的确切位置, 需要沿着波束的传播路径追踪声线, 计算波束脚印的水平位移和深度, 即声线跟踪[3]。因此, 声速剖面的正确与否直接影响多波束测深结果的精度和可靠性[4]。
海洋中的声速剖面通常由以下两种方法获得:直接测量法和间接测量法[4]。直接测量法通过测量声波在海水中已知的固定距离内往返所需的时间或相位来计算声速值。间接测量法利用温盐深测量系统(conductivity, temperature, depth, CTD) 测量海水的温度、盐度及深度等物理量, 再通过声速经验公式计算作业水域内各采样深度的声速值, 进而构成声速剖面。然而在深水大洋进行实际作业时, 受到水深和洋流的影响, 停船投放CTD采集声速剖面数据时间成本较高。采用走航式的抛弃式声速剖面计虽然可以快速有效的获得声速剖面, 但其作业成本随之大大增加。……
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