① 根据回声定位的原理,科学家发明了声呐. 利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处的
s=vt=1500m/s*4s=6000m;h=1/2s=1/2*6000m=3000m
② 声呐技术是什么时候发明的
所谓声呐,原意为声音导航和测距,是利用水下声音来探测水中目标及其版状态的仪器或权技术。常用来搜索潜艇、测量水深、探测鱼群,是航海中不可缺少的导航设备。
这项技术是20世纪才发明的。但是这种人造声呐技术与海豚一比,就显得相形见绌。
③ 声纳如何测绘海底地形图
(一)中国海事局测绘船舶基本情况
目前,中国海事局共拥有10艘专业测量船舶,分布在上海海事局海测大队(6艘)和广东海事局海测大队(4艘),承担着我国沿海港口航道的海道测量、水文测量、应急扫海测量和港口工程测量任务。每艘测量船舶均配备了高精度双频GPS定位导航设备、先进的测深仪器、船舶运动姿态传感器和数据采集处理系统,可在较差海况下进行精确的实时导航定位和水深测量,自动化数据采集和后处理系统也得到了全面应用,测量精度满足国际海道测量组织(IHO)海道测量规范和我国海道测量国家标准的要求。另外,还有部分测量船舶配备了多波束测深系统、旁侧声纳系统、磁力仪、浅地层剖面仪、海流计、声速仪和水下探测机器人等专业设备,可进行海底全覆盖水深测量、海底地貌和障碍物探测、淤埋铁质沉物探测、海底浅地层构造、海底缆线调查、海洋水文观测等综合性海洋调查工作。
海测“1504”轮
中国海事局不断加强测绘基础设施建设,推广应用测绘新技术、新装备,提高海事测绘队伍的实力与水平,保证海事测绘队伍的航海保障能力。2002年,中国海事局组织完成了上海电子海图中心、海测“1504”轮等基础设施的建设项目;并引进了便携式测深仪、侧扫声纳、五波束测深仪、GPS接收机、GPS信标接收机、小型多波束测深系统等一批测绘新设备。
电子海图中心占地1300平方米,由电子海图制作工作室。纸海图编绘工作室、审校工作室、中心机房、资料室。现代化的会议室等组成。电子海图中心已于2002年9月28日正式启用。2002年共完成电子海图制作62幅。
海测“1504”轮是为适应港口、海道测量现代化,解决现代测绘技术及高科技测绘装备与船舶技术有机结合而开发的新一代测量工作船。该船长40.0米,船宽8.0米,型深3.6米,吃水2.6米,满载排水量约446吨,设计航速13,77海里/时。该船采用双主机双可调螺距螺旋桨,能满足任意速度下的测量作业;船上设了面积较大的测绘工作室,能满足测绘设备发送波束、接收回波、处理信息、打印出图的流水作业的要求通过优选线形等多项措施使船舶有较好的抗摇摆性,在4级风3级浪海况下横摇角不超过测量作业时要求的60°大大减低了测量作业时对天气的依赖程度在船底中部,设置了一道可自动开闭的水密门,昂贵的测量仪器可以自如地伸出船底测量、收回舱内保养,操作既方便又安全;在船尾设有可翻转伸缩出舷外的门字架,在船中两侧设有翻转臂架,架子可装上多种类型不同的测量、扫海仪器,通过液压装置自动放入水中测量和收回:由于将现代海上测量作业的特点与船舶技术有机融为一体,该船将成为真正意义上的测量工作船。
海测“1004”轮
上海海事局海测大队“海测1004”总排水量58吨,适用于A级航区,船舶总长21.52米,型宽4.8米,型深1.7米,满载平均吃水1.295米。
“海测1004”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器和数字侧扫声纳系统,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量、海底地貌和沉船沉物的精确探测(100米扫宽范围,分辨率小于10厘米),可在港区和航道范围内等较浅水域承担海道测量和障碍物探测等多项任务 。
海测“1005”轮
上海海事局海测大队“海测1005”总排水量296吨,适用于三类航区,船舶总长40.10米,型宽7.80米,型深3.60米,满载平均吃水2.6米,设计航速11.6节。
“海测1005”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器和多波束测深系统,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可在2-250米水深范围内对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图,可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“1006”轮
上海海事局海测大队“海测1006”总排水量296吨,适用于三类航区,船舶总长40.10米,型宽7.80米,型深3.60米,满载平均吃水2.6米,设计航速11.6节。
“海测1006”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪和运动姿态传感器,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“1007”轮
上海海事局海测大队“海测1007”总排水量296吨,适用于三类航区,船舶总长40.10米,型宽7.80米,型深3.60米,满载平均吃水2.6米,设计航速11.6节。“海测1007”规格型号与“海测1005”、“海测1006”相同,但船舶机电设备更为先进,自动化程度较高,设计也更为合理。
“海测1007”的仪器设备有:高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量;多波束测深系统,可在2-600米水深范围内对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图;数字侧扫声纳系统,可进行海底地貌和沉船沉物的精确探测(500米扫宽范围,分辨率小于4厘米); 浅地层剖面仪,能够探测海底以下45米范围内的各类管线、管道等海底地下设施及地层结构和海底构造;磁力仪,可测定海底磁力异常,从而探测海底甚至是淤埋的铁质障碍物; 三维海流计,能够测量各种层面的海流波高,周期,流速等指标,并可进行有向波浪波谱图的分析;装有高清晰度数码摄象机的水下探测机器人,可遥控下潜至水下150米,用于海底地貌探测及进行各类水下物体的搜寻。
“海测1007”是我局目前设备配备最为先进的综合性近海水文测量船,可承担近海海域各类水文测量工程及各类海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供全方位的服务。
海测“1008”轮
上海海事局海测大队“海测1008”总排水量150吨,适用于三类航区,船舶总长29.68米,型宽6.00米,型深2.90米,满载平均吃水1.75米,设计航速10.5节。
“海测1008”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪和运动姿态传感器,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“1009”轮
上海海事局海测大队“海测1009”总排水量150吨,适用于三类航区,船舶总长29.68米,型宽6.00米,型深2.90米,满载平均吃水1.75米,设计航速10.5节。
“海测1009”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器、多波束测深系统和双频数字侧扫声纳系统,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可在2-350米水深范围内对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图,可进行海底地貌和沉船沉物的精确探测(500米扫宽范围,分辨率小于5厘米),可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“151”轮
广东海事局海测大队“海测151”总排水量738吨,满载排水量为917吨,适用于近海航区,船舶总长55米,型宽10米,型深4.6米,吃水3.4米。
“海测151”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量;该船可 随时装上多波束测深系统,对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图;该船配置了一艘可装载定位和测深设备的9.5米工作艇,能满足在浅水区测量工作的需求,可承担近海海域(距岸120海里范围内)各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“1502”轮
广东海事局海测大队“海测1502”总排水量264吨,满载排水量为328吨,适用于沿海航区,船舶总长34米,型宽7.5米,型深3.5米,吃水2.6米。
“海测1502”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器和多波束测深系统,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可 在2-140米水深范围内对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图,可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
海测“1503”轮
广东海事局海测大队“海测1503”总排水量81吨,满载排水量为110吨,适用于沿海航区,船舶总长28米,型宽5.2米,型深2.6米,吃水1.6米。
“海测1503”配备有高精度双频差分GPS接收机,双频测深仪、运动姿态传感器和多波束测深系统,可进行精确海上定位与导航、水深精确测量,可 在2-100米水深范围内对海底进行高精度全覆盖扫测,绘制二维和三维的海底地形图,该小型多波束特别适合于快速扫测狭窄航道,该船可承担近海海域各类水文测量工程及海上应急扫测任务,可为港口航道测绘、海洋调查、各类海上工程建设提供服务。
(二)海底地形图问题
海洋测绘船利用声纳绘制海底的地形图。测绘船上的声纳向海底发射声脉冲,随后接收从海底反射的脉冲。发射的范围为与指向海底的铅垂线夹角从2°—30°之间。船只以2米/秒的速度行进,声脉冲在海水中传播的速度约为1500米/秒。
④ 声呐的来历
声呐是英文复缩写“SONAR”的制音译,其中文全称为:声音导航与测距,Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型,属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
作为一种声学探测设备,主动式声呐是在英国首先投入使用的,不过英国人把这种设备称为"ASDIC"(潜艇探测器),美国人称其为"SONAR",后来英国人也接受了此叫法。
⑤ 声呐是谁发明的
世界上第一台声纳是1971年由法国物理学家朗之万发明的。
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通过声波探测物体的形状与距离。
自从世界上有了飞机,人们就研制出了对付它的雷达。雷达是现代国防的眼睛,利用它可以及时地发现敌人的飞机和导弹,提高炮击的命中率。
潜艇的发明,给科学家出了一道难题。它藏在海水深处神出鬼没,如何才能发现它呢?再好的望远镜也无法发现水下目标,雷达对它也无能为力。因为雷达发射的电磁波很快就会被海水吸收,无法用它来探测水下的潜艇。在这种情况下,科学家发明了“声纳”。声纳这个词是英语缩写的音译,其原意是“声导航和定位”。声纳是海洋中的“千里眼”和“顺风耳”。有了它不仅可探测远处的轮船、潜艇,而且还可用来探测海洋中的鱼群、沉船、冰山及水下资源。
早在1490年,大家比较熟悉的意大利著名艺术家和工程师达·芬奇就曾说过:“如果使船停航,将一根长管的封口端插入水中,而将开口放在耳旁,便能听到远处的航船。”这表明人们在几百年前就已发现,水对声波的吸收能力是较小的,可利用声波来探测水下的物体。可以说,达·芬奇所说的听测管即是现代被动声纳的雏型。只不过这种听测管过于原始而已,它既不能探测到水下目标的方位,灵敏度也很低。
需要是创造发明之母。大概历史上有两件重大事件促使科学家、发明家对声纳的研制和改进加快了进程。一个使世界震惊的事件是1912年4月19日,英国刚刚研制成功的一艘14000吨级的新邮轮“巨人号”,在加拿大纽芬兰岛南部海域被一座浮动冰山撞沉。结果1500余人遇难。著名故事片“冰海沉船”和“泰坦尼克号”描写的就是这次海难事件。另一个事件是在第一次世界大战期间,德国人利用新发明的U型潜艇,击沉了大量协约国的军舰和商船。
声纳分主动声纳和被动声纳。主动声纳包括声波发射和接收装置。被动声纳只有声波接受装置。一台现代化的声纳还包括复杂的电子装置和计算机系统。声纳的“心脏”就是一片片薄薄的压电晶体或压电陶瓷换能器。由于压电陶瓷易于加工成型,电声转换效率高,所以现代声纳换能器多采用压电陶瓷。常用的压电陶瓷有钛酸钡,锆钛酸铅等。
压电陶瓷换能器的原理是:当对这种陶瓷片施加压力或拉力,它的两端会产生极性相反的电荷,通过回路而形成电流。这种效应称为压电效应。如果把用这种压电陶瓷做成的换能器放在水中,那么在声波的作用下,在其两端便会感应出电荷来,这就是声波接收器。而且,压电效应是可逆的,假如在压电陶瓷片上施加一个交变电场,陶瓷片就会时而变薄时而变厚,同时产生振动,发射声波。这样超声波发射器的问题也就解决了。
声纳的用途十分广泛。在军舰、潜艇、反潜飞机上安装声纳之后,可以准确确定敌方舰艇、鱼雷和水雷的方位。同时,它还能区别前方的目标是鲸鱼还是潜艇,是敌方潜艇还是我方潜艇呢。在民用方面,可以使轮船在黑夜和雾天航行时及时发现前方的船只或暗礁;可以告诉渔民哪儿有鱼群;还可以用来研究海洋地质,搜寻海下沉船,进行水下通信联系等等。
⑥ (1)根据回声定位的原理,科学家发明了声呐.利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处
(1)根据题意由于经过4s后收到回波,那么声波从海面传到海底的时间为t=
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⑦ 根据回声定位的原理,科学家发明了声呐.利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处的地形