多波束回声测深仪助力马里亚纳海沟3D扫描图测量

2014-08-27 11:15:00    来源:中国勘测联合网

摘要:据国外媒体报道,科学家们们对神秘的太平洋马里亚纳海沟进行3D扫描,绘制最新的海底地图,展示了神奇的3D海底世界。 一个海洋测绘科
   
   据国外媒体报道,科学家们们对神秘的太平洋马里亚纳海沟进行3D扫描,绘制最新的海底地图,展示了神奇的3D海底世界。

    一个海洋测绘科学考察队在西太平洋关岛附近发现4个海底“桥梁”横跨地球上最深的地方--1500英里(约合2414公里)长、6.8英里(约合11公里)深的马里亚纳海沟(Mariana Trench)。科学家还使用多波束回声测深仪,测量地球的最深点--挑战者深渊(Challenger Deep),获得比目前最准确的测量结果。

    其实早在在2010年8月-10月,研究人员利用扫描器测绘扫描40万平方千米的马里亚纳海沟时,就已经发现了四座海底桥梁跨越海沟。虽然卫星图曾指出,可能有这样一座海脊横跨在马里亚纳海沟上方,但是加德纳表示,测绘任务证实这里存在4个这样的构造。他说:“这一发现令我激动不已。”。科考队也取得了海沟最深处--“挑战者”深渊最精确的测量,发现它深10994米(误差最多为40米),深渊的深度比珠穆朗玛峰的高度还大。



研究人员把多波束回声测深仪安装在船舶下面,绘制地球上最深处--“挑战者”深渊的3D地图

 

当地壳构造板块俯冲到另一个板块下面时,海底山便形成桥梁,横跨海沟

 

研究人员扫描40万平方千米的海沟。箭头显示发现海底桥梁的区域

 
    科考人员通过多波束回声测深仪通过发送声音能量到海底,然后分析返回信号,从而测得深度。测深仪安装在船舶下面,在海底产生一个扇形的覆盖面,使科学家成功绘制了地球最深处--“挑战者”深渊的3D地图。所产生的图像分辨率,每100米一个像素,精确度远远超过其它早期的测量系统。

    多波束测深系统,又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等,最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率,与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比,多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值,实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越,其技术进步的意义十分突出。多波束测深系统能够有效探测水下地形,得到高精度的三维地形图。其工作原理图如下图所示:

多波束测深系统工作原理

 

 多波束测深系统结构图

 

多波束测深系统工作原理

    多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波,利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收,通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印,对这些脚印进行恰当的处理,一次探测就能给出与航向垂直的垂面内上百个甚至更多的海底被测点的水深值,从而能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状和高低变化,比较可靠地描绘出海底地形的三维特征。【中国勘测联合网】

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