一種基于低噪聲自動(dòng)巡航式雙體無(wú)人艇的漁業(yè)資源探測(cè)聲吶平臺(tái)設(shè)計(jì)
隨著對(duì)海洋牧場(chǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警與智能化管理需求的日益增長(zhǎng)和聲吶技術(shù)的不斷發(fā)展，有必要設(shè)計(jì)一種聲學(xué)無(wú)人探測(cè)平臺(tái)。我國(guó)海洋牧場(chǎng)生境與生物資源傳統(tǒng)調(diào)查評(píng)估技術(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確性較低，且牧場(chǎng)空間規(guī)劃布局缺乏科學(xué)合理依據(jù)，使用漁業(yè)資源探測(cè)聲吶進(jìn)行高精度的海洋牧場(chǎng)資源量探測(cè)可為現(xiàn)代化海洋牧場(chǎng)高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)保障。目前常用的船載聲吶探測(cè)系統(tǒng)，多應(yīng)用于漁船、拖船等有人船舶，通過(guò)人力輔助進(jìn)行裝置的收放，出海實(shí)驗(yàn)人員存在一定危險(xiǎn)性，且探測(cè)船只噪聲大，巡航存在較大偏差。一種基于低噪聲自動(dòng)巡航式雙體無(wú)人艇，適用于水面無(wú)人艇的漁業(yè)資源聲學(xué)探測(cè)，低噪聲、無(wú)污染，且可自主導(dǎo)航，規(guī)劃路線航行；可更換各種漁業(yè)資源探測(cè)聲吶系統(tǒng)，實(shí)時(shí)收集大量數(shù)據(jù)，為漁業(yè)資源探測(cè)提供關(guān)鍵信息。
本研究解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如圖1所示：雙體無(wú)人艇、電子倉(cāng)、換能器，所述電子倉(cāng)位于雙體無(wú)人艇的設(shè)備倉(cāng)內(nèi)，雙體無(wú)人艇下方中間位置設(shè)置有升降桿，換能器安裝在升降桿上。
圖 1
本研究適用于水面無(wú)人艇的漁業(yè)資源聲學(xué)探測(cè)，低噪聲、無(wú)污染，可通過(guò)遙控器控制無(wú)人艇的航行；通過(guò)法蘭盤(pán)安裝拆卸，安裝更換方便；減小搭載船只噪音對(duì)聲吶探測(cè)的影響，探測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確；通過(guò)設(shè)置升降桿，搭載小型化設(shè)計(jì)的全頻段（38k、70k、120k、200k、300k、450k、750k）漁業(yè)資源探測(cè)聲吶系統(tǒng)，可以對(duì)水下不同深度漁業(yè)資源進(jìn)行探測(cè)。其噪聲在20Hz-10kHz頻段內(nèi)，除個(gè)別線譜外，噪聲強(qiáng)度均低于90dB，明顯小于小型船只的噪聲120dB。
利用本研究的自動(dòng)巡航式雙體無(wú)人艇在日照陽(yáng)光海洋牧場(chǎng)人工魚(yú)礁區(qū)，搭載小型化漁業(yè)資源探測(cè)聲吶系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃航跡自動(dòng)巡航測(cè)試，如圖2所示，聲圖中可以明顯看到探測(cè)區(qū)域的人工魚(yú)礁形狀分布及位置，魚(yú)群深度大小，獲得的聲學(xué)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行漁業(yè)資源評(píng)估。
圖 2
通過(guò)漁業(yè)資源評(píng)估得出密度估計(jì)結(jié)果（3次樣條插值擬合，10分鐘評(píng)估一次），如圖3所示，其中在12:20附近2m~2.25m魚(yú)資源量最大，為0.68 ind/m3，該時(shí)段所有水層魚(yú)平均密度為0.08 ind/m3。
圖3
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