側掃聲吶

通過向側方發射聲波來探知水體、海面、海底（包括上部地層）聲學結構和介質性質的儀器設備 ^[1]  。

波束平面垂直於航行方向，沿航線方向束寬很窄,開角一般小於2°,以保證有較高分辨率；垂直於航線方向的束寬較寬，開角約為20°～60°，以保證一定的掃描寬度。工作時發射出的聲波投射在海底的區域呈長條形，換能器陣接收來自照射區各點的反向散射信號，經放大、處理和記錄，在記錄條紙上顯示出海底的圖像。回波信號較強的目標圖像較黑，聲波照射不到的影區圖像色調很淡，根據影區的長度可以估算目標的高度。

典型的側掃聲吶裝置主要由數據顯示和記錄單元、數據傳輸和拖曳電纜、水下聲波發射和接收換能器組成。其探測原理是利用海底表面物質背散射特徵的差異來判斷目標物的沉積屬性或形態特徵。側掃聲吶作業時向兩側發送寬角度( 垂直方向) 聲波波束，可以覆蓋海底大面積區域，通常單側每個條帶探測寬度可以達到數十米到數百米，然後接收海底返回的背散射數據對海底進行成像。根據不同的探測目的，可以選擇不同頻率的發射波束，範圍從1kHz到1MHz，例如，對海底底棲環境的探測一般選擇較高頻率(>50 k Hz) 的側掃聲吶才能獲得海底表層特徵，如沉積類型、出露岩石、海底形態( 沙坡、溝壑等) 和其他海底表面的結構體 ^[2]  。

側掃聲吶的工作頻率通常為幾十千赫到幾百千赫，聲脈衝持續時間小於1毫秒，儀器的作用距離一般為300～600米，拖曳體的工作航速3～6節,極限可達16節。側掃聲吶近程探測時儀器的分辨率很高,能發現150米遠處直徑 5釐米的電纜。用於深海地質調查的遠程側掃聲吶工作頻率為數千赫，探測距離超過20公里。進行快速大面積測量時，儀器使用微處理機對聲速、斜距、拖曳體距海底高度等參數進行校正，得到無畸變的圖象，拼接後可繪製出準確的海底地形圖。從側掃聲吶的記錄圖象上，能判讀出泥、沙、岩石等不同底質。利用數字信號處理技術獲得的小視野放大圖象能分辨目標的細節。

1、工作目的確定：地質調查、物體尋找、特殊現象探查。

2、探測規範：技術要求、國家規範、行業規程

3、測線佈設：

測線：實現探測目的（一般為測區全覆蓋探測），探測設備所需要的航行探測路徑。

計劃測線：實現探測目的（一般為測區全覆蓋探測），規劃的探測設備應航行的探測路徑。

測線佈設：完成計劃測線過程

實際測線：探測時，探測設備所航行的探測路徑。

航跡線：實現探測時，探測設備實際航行的探測軌跡。

測線一般為多條平行的直線，常被稱為一組測線。一個測區可有多組方向不同的測線，實現全區覆蓋探測。每條測線都有名字，根據其測線名應可識別出，測線所在的測線組，及其組內名字，有的測線名還可包括任務代號、測區、航次數等。

4、拖曳方式的選擇：淺水側託、深水尾託。

5、探測船速的控制：船速越低，炮點密度越大，探測分辨率越高；固定安裝的船速可較大，拖曳調查的船速較低（受制於拖纜強度和入水深度），深水拖曳的船速最低。

6、定位點間距的選擇：根據調查比例尺，圖上1cm，有一個定位點；對於GPS定位信息可接入的聲吶設備一般不做要求。

7、聲速的確定：水温、鹽度查表法；SVP（聲速剖面測量儀），實質就是CTD計算法。

1960年英國海洋科學研究所研製出第一台側掃聲吶並用於海底地質調查。60年代中期側掃聲吶技術得到改進,提高了分辨率和圖像質量等探測性能,開始使用拖曳體裝載換能器陣，拖曳體距海底的高度約數十米。70年代研製出適應不同用途的側掃聲吶，輕便型系統總重量僅14公斤。現代側掃聲吶廣泛應用於海洋地形調查，和探測海底礁石、沉船、管道、電纜以及各種水下目標等。