声光技术 03讲 激光声遥感技术-绪论

激光声遥感技术——绪论第03讲(2学时)

1.1激光声遥感基本原理

1.2激光声遥感的由来和发展

1.3其他水下目标遥感技术

1.4激光声遥感的应用主要内容1.1激光声遥感基本原理激光声遥感：

利用激光在水中产生声波并在空中接受被水下目标反射或散射的声波来感知水下目标的技术，它是激光技术与声学、电子学相结合发展起来的新兴边缘学科。激光声遥感技术分为两种基本技术途径：

第一类：“激光—声—声”遥感技术；第二类：“激光—声—激光”遥感技术。总结：（1）不论是那种途径，在水中均利用声波；（2）在空气中，光波比声波更具有优势；（3）“激光—声—激光”遥感技术更具有发展潜力。1.2激光声遥感的由来和发展国际上：20世纪80年代开始（1980年）GDHickman及同事——可行性实验（5J的CO2激光器）（空中接收，微音器）结果：（1）测出水深20m；（2）可区分出水底的水雷；（3）回波具有不同的频率特征，可以作为水底沉积物硬度和类型的某种量度；1981年，GDHickman发明ELAS系统1987年，GDHickman推广到对冰厚的检测1990年，GDHickman推广到对冰厚的检测已经研制出直升机用ELAS系统，广泛用于反潜等军事用途国内1980年开始1989年，发表声光实验报告1990年，单微音器检测1997年，基本完成了光-声-光系统研制至今仍然继续在研究中，尚未装备部队激光声遥感特点发射机/接收机均可以安装在直升机上，与舰载设备相比，具有灵活快速的特点；激光产生的是无方向的声源、覆盖面广，而出射水面的声波集中在26.4度的锥角中，便于检测；在许多技术指标上，激光声遥感技术是可以同现有其他水下目标遥感技术相比拟。1.3其他水下目标遥感技术

1.3.1声纳浮标（无线电声纳浮标）1943年德国潜艇首先使用。特点：小、轻、便携、效率高、适合大面积使用；可充分利用水文条件，把水听器放到最佳深度；受被探测目标采取的反探测措施影响大；是耗材，不经济；空中使用无线电，受电磁干扰大；装填投放声纳浮标设备工作状态投放P－3C飞机上监控1.3.2航空磁探测仪水下铁磁目标的探测，是水下铁磁目标的主要探测手段。特点：识别能力好，定位精度高；探测距离近，一般小于800m；易受自然条件影响（太阳、地磁）。光泵航空磁探测仪安装了航空磁探测仪的飞机航空磁探测仪飞机前苏联伊尔-38“山楂花”反潜机也是把磁异常探测仪布置在飞机上1.3.3兰绿光遥感探测系统原理：在水中和空中均使用兰绿光进行探测和传播。重大进展：水的布里渊散射效应。特点：以主动方式工作，光束很窄，不易被发现，隐蔽性好；利用光波，不受电磁干扰；受太阳光等各种背景光干扰；水对光的衰减严重，只能到79-80m。蓝绿光遥感地图索马里地区的蓝绿光遥感图（蓝绿光）遥感卫星海洋水色资料图片特点：搜索快，227.5m/s,1000km2/h;声纳可在低噪声环境下工作；吊放深度可以调整，充分利用水文条件；精度高：测向<3度，测距<2%,测速<1km/s;具有多种工作方式；体积小，质量轻（<250kg）1.3.4吊放声纳总体来讲：各有所长，各有不足，应用于不同的条件。1、吊放声纳得到了普遍使用，但因为其“走走停停”，可能会丢失目标；2、地磁探测，因探测距离近，易受干扰，使用较少；3、兰绿光探测，因衰减严重，在浑浊水域难于使用；1.4激光声遥感的应用1、水下目标探测；2、水深探测；3、水雷引爆；4、冰层厚度测量；5、飞机对潜通信；6、土壤湿度检测。激光声遥感克服了上述的缺点，有广泛的前景：作业（10分）使用学校图书馆的条件，查阅与声光技术相关的英文科技文献，要求检索范围为：美国声学学报（JASA）、应用物理快报（A