郭英歌，陈晶晶，王润田

（中国科学院声学研究所东海研究站，上海 201815）

0 引 言

浅地层剖面仪（简称：浅剖）可以连续、实时地测绘航船正下方海底下约十米的地层剖面图[1]，作为一种具有连续、快速、经济等优点的遥测手段，正在海洋开发、水下工程、地质调查中发挥重大的作用[2]。浅地层剖面仪通过发射换能器将较低频率的声波发出，声波在海水与地层间传播遇到声阻抗界面，形成反射声波，由接收换能器采集，最终输出地层剖面结果。浅地层剖面设备通常使用单帧声波探测某个方向底质，需要等待最远距离的目标回波到达接收端时，才能转向下一个方向进行探测。深海探测中声波一个来回需要数秒时长，这样不仅会在接收端产生大量无效的海洋声道数据，高航速的探测还会导致稀疏粗糙的海底探测结果，低航速的探测虽然可以得到较为精细的海底底质探测结果，但会大大降低探测效率。高Ping率采集是指，为了提高探测效率，浅地层剖面设备快速连续地向海底发射声波信号。浅海声程较短，传统的浅剖设备在较高Ping率的情况下也可以实现接收信号不混叠，所以浅海的Ping率提高不是主要问题。目前的设备多为单帧高Ping原理的浅地层剖面设备，如Teledyne集团的Parasound[3]。单帧高Ping探测的方式在一定程度上提高了浅剖的探测效率。基于波束形成方法的相控发射可以形成多个方向的发射波束[4]，将不同方向波束以小延时连续高Ping率发射，在接收端对不同方向声信号进行相关分离，可以更有效地提高声呐探测效率。……