水下机器人学习笔记01-声呐概述

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1.什么是声呐

声呐(SONAR)：Sound Navigation and Ranging，原意指利用声音进行导航和测距
随着声呐的发展和应用的不断扩展，现代声呐指在水下利用声波进行探测，导航，定位，识别，通信等等所有电子设备的总称。
使用低频(衰减少)，大功率的声呐向更远距离探测。

2.海、陆、空、天探测领域的信息载体，传输信道以及电子信息处理框架

到目前为止，声呐时进行水下探测的唯一有效设备。
声波在水中传播速度1.5km/s;电磁波在空气中传播速度30万km/s。决定：

• 工作频率差别大。
  雷达频率约GHz
  声呐频率约kHz
• 工作速率差别大。
  雷达搜索快，声呐搜索慢
• 声呐分辨率查，声图像模糊。
  在天、空、陆及海空间中，尽管所利用的媒质和信息载体不同，设备种类多样，但在信息获取之后的处理和分析框架上是统一的。（传感器->处理单元->决策单元/控制单元->执行单元）

3.声呐的发展历史及现状

• 第一个阶段：1490至第一次世界大战；可认为是声呐技术的漫长探索阶段。
• 第二个阶段：1914-1918，第一次世界大战，是声呐的发展阶段，换能器出现。
• 第三个阶段：一战后到二战前，声呐技术稳定而持续发展。
• 第四个阶段：二次世界大战(1939-1945)，迅速发展到新的阶段
• 第五个阶段：二战后，突发猛进的发展

现代声呐技术的几个发展方向

• 先进的信号处理技术
• 水声通信和声呐组网技术
• 被动声呐技术
• 低频主动声呐技术

4.我国声呐专业的起源及现状

哈尔滨工程大学水声工程学院的历史就是我国声呐专业的发展史

5.现代水下探测的应用和需求

• 维护国家领土主权；
• 海洋矿物资源的勘探、开发和利用；
• 海洋和全球环境密不可分