Исследование влияния поглощения звука в морских осадках на разрешающую способность акустических профилографов

• Автор: Борисов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 180 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СИСТЕМ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ МОРСКИХ ОСАДКОВ
1.1. Сравнительный анализ характеристик существующих методов и систем исследования морских осадков
1.2. Анализ характеристик систем вертикального зондирования
1.3. Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ЗВУКА В МОРСКИХ ОСАДКАХ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИМПУЛЬСНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
2.1. Постановка задачи
2.2. Исследование распространения узкополосных сигналов
2.3. Исследование распространения широкополосных сигналов..
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ТОЧНОСТИ МЕТОДА ВЕРТИКАЛЬНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ МОРСКИХ ОСАДКОВ
3.1. Анализ разрешающей способности при детерминистском подходе (большом отношении сигнал/помеха)
3.2. Исследование погрешности измерения времени запаздывания эхосигналов при профилировании морских осадков
3.3. Исследование разрешающей способности при профилировании морских грунтов различными типами сигналов
3.4. Разработка элементов алгоритма повышения разрешающей способности при технической реализации метода вертикального профилирования
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСКАЖЕНИЙ АКУСТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ В ИЛИСТОМ ПЕСКЕ
4.1. Постановка задач исследований
4.2. Экспериментальные исследования искажений акустических импульсов в слоях илистого песка
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Освоение океана, внутренних акваторий и особенно шельфовых зон с целью поиска, разведки и добычи нефти и газа, рудных и строительных материалов, конкреций и других полезных ископаемых; обеспечение безопасности судоходства; прокладка и эксплуатация коммуникаций; установка буровых и других гидротехнических сооружений; проведение аварийно-спасательных работ, создание подводных навигационных карт; обнаружение заиленных объектов - вот далеко не полный перечень задач, решение которых требует средств оперативного получения информации о геологическом строении и свойствах морского дна. Областью пересечения интересов при решении данных задач является информация о стратификации и физических свойствах верхнего (до первых сотен метров) слоя морского грунта, получение которой требует применения систем прецизионного профилирования [4, 8, 24, 26, 35, 36, 38, 69, 94, 96].
Одним из наиболее перспективных направлений в решении задач прецизионного зондирования морского грунта является развитие гидроакустических методов вертикального профилирования [8, 35, 51, 86, 101]. Это объясняется тем, что в гидроакустических методах используется более высокочастотный диапазон, который до недавнего времени не использовался в практике исследований морского грунта, а, следовательно, разрешающая способность этих методов является потенциально более высокой, чем низкочастотных сейсмоакустических методов. Для решения проблем классификации грунтов, поиска твердых полезных ископаемых, обнаружения заиленных малоразмерных объектов, трубопроводов, кабелей и т.д. усовершенствование и развитие акустических профилографов вертикального зондирования является актуальной задачей.
Известные акустические системы вертикального профилирования морского грунта используют в качестве зондирующих систем как простые

дела осадки-вода, где часть его энергии отражается обратно в грунт (при нормальном падении волны коэффициент отражения не зависит от направления волны [8, 28]), а часть попадает в водную среду - сигнал ДД). Далее сигнал $[(/) проходит расстояние Я в воде и принимается приемной антенной профилографа. Необходимо определить характеристики сигнала прошедшего слой толщиной / с коэффициентом поглощения /3. Влияние параметров водной среды на характеристики распространяющегося сигнала значительно меньше, по сравнению с влиянием грунта [29, 84, 107], поэтому, в дальнейшем не будем учитывать расстояние, которое сигнал проходит в воде.
Схема вертикального зондирования
ш 1 К х отр в ' к г | ГА С і ~1 "(0 /
Р, с 2 К отр н Л э2(0 г / !.
з . .
Рис. 2.1.
При выборе степени подробности модели (числа воздействующих факторов) желательно, чтобы влияние поглощения звука на характеристики распространяющегося в морских осадках сигнала х2(ґ) было наиболее выраженным. Однако при этом нельзя не учитывать другие акустические