在大多数情况下,AUV 等潜水器仍然需要一条称为系绳的物理电缆将水下航行器与水面部署船上的人工控制员连接起来。目前缺乏低成本高效的水下调制解调器是主要原因。微型通信声纳浮标旨在充当高度可部署的水下调制解调器,与水面上的射频 (RF) 发射器耦合,从而形成水面和水下基站之间的无缝通信链路。水下通信链路必须能够传输控制命令以及维持来自 AUV 综合故障排除系统 ITS [1] 的诊断数据流。通信链路以微型声纳浮标的形式封装,以方便通过 M-UAV 和旋翼四轴飞行器 [2 & 3] 进行部署。在本文中,我们介绍了微型通信声纳浮标的设计,其中包括最关键的组件——水下调制解调器。水下调制解调器由换能器、水听器和调制技术组成。二。限制 在设计微型通信声纳浮标时面临几个限制。其中一个主要限制是成本,因为初始资金来自低预算。另一个主要限制是声纳浮标的物理尺寸和重量,因为它不能超过 M-UAV 可以携带的最大有效载荷尺寸和重量。
367 电气通信:声波系统与装置 1 声纳对抗措施 2 应答器 3 .声纳浮标和声纳浮标系统 4 ..带有部件启动或部署装置 5 ..带有多个声纳浮标 6 .带有多个应答器 7 声像转换 8 .声全息术 9 ..地震显示 10 ..液体或可变形表面全息术 11 .带有记忆装置 12 光束稳定或补偿 13 测试、监测或校准 14 地震勘探 15 .海上勘探 16 ..传感器位置控制 17 .液压机械 18 .流体变化 19 ..传感器电缆位置确定 20 ..多水听器电缆系统 21 ..信号处理 22 ..传感器输出加权 23 ..受控源信号 24 ..混响消除 25 .测井 26 ..阈值设置系统 27 ..时间间隔测量 28 ..振幅测量 29 ..峰值振幅 30 ..振幅比较 31 ..非压缩声波能量 32 ..频率相关确定 33 ..深度记录或控制 34 ..接收信号周期鉴别 35 ..井眼或套管状况 36 .陆地折射类型 37 .陆地反射类型 38 ..信号分析和/或校正 39 ..随机信号相关 40 ..接收相关 41 ..传输相关 42 ..标准相关 43 ..滤波器
军事活动的重点最近已从大面积交战转向区域冲突。因此,海军海上作战继续向复杂的浅水近岸环境中的沿海战争发展。这种演变需要新的传感器、先进的作战概念和改进的数据分析能力等。在这些恶劣环境区域规划行动很困难,因为准确预测战术传感器性能取决于对当地环境条件的详细了解。因此,战术任务规划很少是最佳或有效的 - 通常导致覆盖范围不足、风险增加和任务成功率降低。美国海军正在探索延长寿命的环境声纳浮标概念,以更好地表征沿海环境。一些设计包含用于测量海洋温度的热敏电阻串和用于测量环境噪声的水听器。这种复杂的声纳浮标比传统的单次测量消耗性深海温度计要昂贵得多,但它可以提供更彻底的环境评估。本文从覆盖面积和检测概率的角度研究了增加的传感器成本与提高的 ASW 性能之间的权衡。对于这种权衡分析,使用了日本海的温度数据以及来自档案数据和噪声统计模型的真实动态环境噪声场。然后模拟了几个虚构的环境浮标在该区域漂流并在几天内收集数据。分析表明,漂流的延长寿命环境声纳浮标场可以显着改善环境表征、战术规划和 ASW 检测性能。
空中 RaN 和水下 AcN,从而形成一个无缝网络。此外,“先进”声纳浮标可用作获取数据预处理和数据融合的中间步骤,通过此步骤可实现数据缩减。这种数据缩减意味着更短的数据上传时间,这是在敌对地区执行 REA 操作的重要前提,因为空中 RaN 节点的长期存在可能会影响任务的成功。敌对地区行动表明,“先进”声纳浮标领域必须集成一个可以随时添加或抑制节点的网络,即使使用单个“先进”声纳浮标也能执行精简的操作。声学海洋浮标 (AOB) 遥测系统希望满足“先进”声纳浮标的特性。它使用标准“IEEE 802.11”WLAN 配置集成空中 RaN,并使用水听器阵列和声源集成水下 AcN。第一台 AOB 原型机在 2003 年 [3] 和 2004 年 [4] 的海事快速环境评估海上试验中进行了测试。2005 年 9 月 15 日至 10 月 2 日,在美国夏威夷考艾岛附近的 MakaiEx 海上试验中对 AOB 的现行版本进行了测试,此次试验是在美国圣地亚哥 HLS Research Inc 推动的高频计划的背景下进行的。下面将描述 AOB 的设计,讨论主要的系统特性,介绍 MakayEx AOB 工程测试,并指出未来的发展。系统设计 AOB 的物理特性在高度(1.2 米)、直径(16 厘米)、重量(40 公斤)和自主性(12 小时)方面与标准声纳浮标相似。然而,AOB 具有先进的功能,包括:独立或网络操作;本地数据存储;专用信号处理;GPS 授时和定位;实时数据传输和中继。本节简要介绍了AOB硬件和软件,并给出了“基站”(空中RaN节点)的主要特性。
2004 年 1 月 基于光学方法的声学基本标准 — — 水中声音的第三阶段报告 Peter Theobald 1 、Alex Thompson 1 、Stephen Robinson 1 、Roy Preston 1 、Paul Lepper 2 、Colin Swift 3 、Wang Yuebing 4 和 John Tyrer 2 1 英国国家物理实验室声学与电离辐射中心,泰丁顿,米德尔塞克斯 TW11 0LW 2 拉夫堡大学机械工程系,阿什比路,拉夫堡,莱斯特郡 LE11 3TU 3 激光光学工程有限公司,邮政信箱 6321,拉夫堡,莱斯特郡 LE11 3XZ 4 杭州应用声学研究所,浙江省杭州市桂花溪路 80 号,311400,中国 摘要 本报告记录了声学和电离辐射研究的进展情况。致力于开发基于光学方法的声学基本标准,用于测量 1 kHz 至 500 kHz 之间的水中声音。实现这一目标的首选方法是使用异差干涉法和声场中的反射膜进行粒子速度测量。本报告重点研究了反射膜的合适设计和“全光纤”异差干涉仪的性能。还报告了新型“全光纤”异差干涉仪的一些新进展,以及最近与使用互易法校准的参考水听器的比较结果。该报告还介绍了一些可用于传感器特性和声场映射的不同光学技术。本报告是英国贸易和工业部 NMS 量子计量计划项目 3.6 第三阶段工作包的可交付成果。该项目的水中声音部分由国家物理实验室和拉夫堡大学组成的联合体负责,激光光学工程有限公司是分包商。
空中 RaN 和水下 AcN,从而形成一个无缝网络。此外,“先进”声纳浮标可用作获取数据预处理和数据融合的中间步骤,通过此步骤可实现数据缩减。此类数据缩减意味着更短的数据上传时间,这是在敌对地区执行 REA 操作的重要先决条件,因为空中 RaN 节点的长期存在可能会影响任务成功。敌对地区操作表明,“先进”声纳浮标领域必须集成一个可随时添加或抑制节点的网络,即使使用单个“先进”声纳浮标也能执行精简的操作。声学海洋浮标 (AOB) 遥测系统希望满足“先进”声纳浮标的特性。它通过使用标准“IEEE 802.11”WLAN配置集成空中RaN,并使用水听器阵列和声源集成水下AcN。第一个AOB原型在2003年[3]和2004年[4]的海上快速环境评估海上试验中进行了测试。AOB的当前版本于2005年9月15日至10月2日在美国夏威夷考艾岛附近的MakaiEx海上试验中进行了测试,该试验是美国圣地亚哥HLS Research Inc推动的高频计划的背景下进行的。下面将描述AOB设计,讨论主要系统特性,介绍MakayEx AOB工程测试并指出未来的发展。系统设计 AOB 的物理特性,包括高度(1.2m)、直径(16cm)、重量(40kg)和自主性(12 小时),与标准声纳浮标的物理特性相似。但是,AOB 具有高级功能,包括:独立或网络操作;本地数据存储;专用信号处理;GPS 定时和定位;实时数据传输和中继。本节简要介绍 AOB 硬件和软件,并给出“基站”——空中 RaN 节点的主要特性。
图 4. 黎明时分,起重机准备在杜瓦米什河修复工地打桩。 图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates .............................................. 8 图 5. 根据船舶自动识别系统的数据,普吉特海湾船舶交通快照。 ........................................................................................... 10 图 6. 在港口码头,起重机放置在集装箱上方,准备装船。 图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ............................................................. 11 图 7. 根据打桩分析的海洋哺乳动物监测区。 图片来源:西雅图港 ......................................................................................................... 14 图 8. 一名海洋哺乳动物观察员在埃利奥特湾的打桩作业期间观察受保护的海洋哺乳动物。 图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ............................. 15 图 9. 冲击锤在杜瓦米什河修复工地使用气泡幕打桩。图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates .............................................................. 17 图 10. 创新型双壁桩设计图。图片来源:Marine Construction Technologies ...................................................................... 18 图 11. 双壁桩悬挂在水面上准备安装。图片来源:Reinhall 2015 .................................................................... 19 图 12. 在杜瓦米什河修复工地打入双壁桩期间的水声监测。图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ............................................. 20 图 13. 使用中的铲斗挖泥船。图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ............................................. 22 图 14. 用于开放水域监测/记录的水听器装置。图片来源:AZO Sensors ............................................................................................................. 23 图 15. 用于记录埃利奥特湾环境水下噪音的设备。图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ...................................................................................... 24 图 16. 艾略特湾水下环境噪音记录设备。 图片来源:Sasha Ertl/Grette Associates ...................................................................................... 25 图 17. 渔人码头的码头标识。 图片来源:西雅图港 ...................................................................... 26 图 18. WRAS 的工作原理。 图片来源:Ocean Wise ...................................................................... 27 图 19. Be Whale Wise 指导手册。 图片来源:西雅图港 ...................................................................... 28