水下目標物的偵搜與超短基線水下定位法

Abstract

側掃聲納系統已經是水下目標偵搜不可或缺的工具之一，其對於水下目標物之搜尋與辨識有極大的助益。在水下目標物偵搜作業時，為了能得到較佳的側掃聲納海床影像訊號，我們必須使用底拖的作業，使拖魚配合海床的起伏，利用絞車收放調整其離海床的高度，但也因為如此，造成拖魚後拖長度改變、拖魚水下指向改變，使得在定位方面產生偌大的問題，不僅如此，測量船測線航跡蛇行、海況、海流的變化、船隻定位精度乃至於人員操作品質等因素，往往傳統的定位法所得到的定位精確度不佳，令人詬病。 在本文中概略簡介各式水下定位系統的基本原理與方法、側掃聲納及目前一般所使用的後拖長度修正法；並將更進一步試著了解水下定位系統中的超短基線水下定位系統的原理、安裝、施測流程以及其校正。透過實驗以及資料的分析，利用超短基線水下定位法，希望能藉由此系統的使用，拖魚能夠在得到良好海床影像的同時，亦能夠有好的定位品質。 實驗結果顯示超短基線水下定位的偏差量，當後拖長度水平投影距離為100公尺時，沿船行方向的定位偏差量受指方向角與俯角的偏差量在10度以內，定位偏差量也在3公尺內，而垂直船行向受方向角的偏差量影響則非常大，偏差量5度時，定位誤差量卻達近10公尺的誤差。而航線也是影響定位精度的重要因子之一，航線過度蛇行時，外側影像定位結果會受到拖魚在水下的姿態影響，變得不良。也因此在過程中，我們卻也發現音鼓安裝指向與船首指向或電羅經指向角度有偏差時，定位誤差明顯，所以，在後續資料處理流程中，指向偏移量的檢視與校正為必須的重要步驟。 所以，我們可以利用超短基線水下定位系統較明確掌握拖魚在水下的運動狀態，對於水下定位的定位品質確有改善，但前提是必須在實施測量前，小心安裝各項儀器，尤其音鼓和測量船的船首指向必須同步，並在施測同時監看資料的合理性。