目的背景：

2023年初，翱飞（无锡）科技有限公司在太湖宜兴段组织了一次Geo Scope参量阵浅地层剖面仪系统测试演示，主要目的是验证Geo Scope参量阵浅地层剖面仪在太湖流域对淤泥厚度的探测能力。

测试区域情况：

测试区域太湖宜兴段大浦港附近。其测试区域水深在2.5米到4.5米之间。

设备组成：

本次演示采用了GeoScope系列GS-100型分体式和GS-200型一体式浅剖。GS-100型分体式浅剖主要包括220V转24V电源适配器、网线、接地线、甲板单元、发射&接收换能器、SPAS采集与显示软件。GS-200型一体式浅剖主要包括220V转24V电源适配器、网线、接地线、发射&接收换能器、通讯及供电电缆、SPAS采集与显示软件。

图 GS-100分体式参量阵浅剖设备组成

图 GS-200一体式参量阵浅剖设备组成

GeoScope 系列参量阵浅剖介绍：

GeoScope 系列参量阵浅地层剖面仪由中国科学院声学研究所东海研究站海底声学研究室和翱飞（无锡）科技有限公司共同研制生产。GeoScope 系列参量阵浅剖是基于非线性声学原理设计的，由于介质的非线性效应，在传播过程中产生差频、和频以及谐频。非线性声呐有诸多良好特性，再沉积环境调查和掩埋物探测方面，其相对丰富的频率组合以及窄张角表现优于传统的线性声呐设备所产生的单频点宽张角低频信号。GeoScope 系列可用于掩埋物探测（水下管线，残骸等），辅助近海岸工程建设和沉积层探测（淤泥，沙层等）。

系统主要特点：

1) GeoScope 系列设备是便携式的浅地层剖面仪。

2) 推荐船舷安装此便携设备。

3) 发射窄波束，声学脚印小。

4) 宽带系统，具备高分辨率。

5) 没有明显的旁瓣。

6) 在混响背景下也有出色的表现。

7) 简单的安装以及使用操作。

系统主要技术指标：

安装方案：
GeoScope 系列浅剖安装于固定支架内，通过法兰与安装支架连接，安装支架固定在船只舷侧，通过艏、尾及兜底绳三根缆绳加固。
GPS定位系统天线安装于驾驶舱上方罗经甲板开阔区域，采集及后处理系统置于驾驶室。

图 系统安装示意图

图 现场安装示意图

测试准备：

到达演示区域，设备完成侧舷安装、系统连接及通电测试。

测试演示：

测试准备工作完成后，开始设备演示工作。船只以固定航速沿测线方向航行。经过软件调试、增益等设置，可以清楚地看到河道底质情况。

成果展示：

图 浅剖SPAS软件现场采集显示界面

图 GS-100型浅剖采集数据1

从上图可以看出，绿线为风化层界面，此界面非常明显，绿线以上可以判定为高含水软泥，其声学反射非常弱，就可以理解为“淤泥”。

图 GS-100型浅剖采集数据2

图 GS-100型浅剖采集数据3

图  GS-200型浅剖采集数据1

图  GS-200型浅剖采集数据2

图  GS-200型浅剖采集数据3

图  GS-200型浅剖采集数据4

图 GS-200型浅剖采集数据5

工作总结：
GeoScope 系列参量阵浅剖是基于非线性声学原理，利用两个高频产生差频，在保证高分别率的同时获取较大的穿透深度，可以详细探测海底小目标的结构状态。换能器体积较小，方便布放及作业。

本次在太湖演示扫测，回波图象分层明显，可直观获取沉积层深度，通过实地测量湖底数据，与实际地形地貌所描述的情况大体相符合。

建议：

本次演示展示GS-100型浅剖及GS-200型浅剖，由于设备老化GS-200型浅剖未能实现最佳效果。其次，船舶所产生的噪音，也会对设备产生干扰。所以，在安装换能器时，换能器入水深度应超过船舶吃水，避免波束被船体遮挡，同时换能器安装位置应远离船舶发动机，避免噪声干扰。此外还应调整船舶航速，控制船舶振动噪音。