本书主要介绍海底沉积物声学特性的测量技术及其在海底沉积物声学特性调查中的应用情况。全书共分为两篇，上篇为海底沉积物地声属性测量技术及应用，主要包括海底沉积物地声属性预测模型、海底沉积物地声属性取样测量技术、海底沉积物地声属性原位测量设备介绍、液压式海底沉积声学原位测量系统、地声反演技术以及海底沉积物地声属性测量技术应用。下篇为海底声散射特性测量技术及应用，主要包括海底声散射强度测量方法、海底声散射测量仪器设备以及海底声散射测量技术应用。本书大部分内容是作者近几年的研究成果，同时也参考了其他文献中的相关内容。
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上篇 海底沉积物地声属性测量技术及应用
第1章 海底沉积物地声属性基本概念及研究现状 3
1.1 海底沉积物地声属性参数 3
1.1.1 声速和声衰减系数 3
1.1.2 剪切波速度和剪切波衰减系数 3
1.1.3 声阻抗 3
1.1.4 与地声属性关系密切的物理力学性质参数 4
1.2 海底沉积物地声属性主要测量技术 6
1.2.1 取样测量技术 6
1.2.2 原位测量技术 6
1.2.3 地声反演技术 6
1.3 海底沉积物声波传播理论和模型 7
1.4 海底沉积物地声属性测量技术国内外现状及发展趋势 7
第2章 海底沉积物地声属性预测模型 10
2.1 流体模型 10
2.2 弹性模型 10
2.3 Wood模型 11
2.4 Gassmann模型 12
2.5 Biot-Stoll模型 12
2.6 EDF模型 14
2.7 BISQ模型 15
2.8 GS模型 17
第3章 海底沉积物地声属性取样测量技术 19
3.1 声速和声衰减系数的取样测量技术 19
3.1.1 纵向测量法 20
3.1.2 横向测量法 23
3.2 剪切波速度和衰减系数取样测量技术 25
3.3 数据处理方法 27
3.3.1 沉积物中声波传播时间计算 27
3.3.2 沉积物中声波传播振幅衰减计算 32
3.4 海底沉积物样品地声属性取样测量仪器 33
3.4.1 取样样品声速和声衰减系数测量仪器 33
3.4.2 取样样品剪切波特性测量仪器 36
第4章 海底沉积物地声属性原位测量设备介绍 38
4.1 声速和声衰减系数原位测量技术 38
4.1.1 横向测量方式 38
4.1.2 垂向测量方式 44
4.1.3 斜向测量方式 49
4.2 剪切波速度和衰减系数原位测量技术 50
第5章 液压式海底沉积声学原位测量系统 56
5.1 系统工作原理 56
5.2 系统功能特点及主要技术指标 57
5.2.1 功能特点 57
5.2.2 主要技术指标 58
5.3 系统结构组成 58
5.3.1 机械液压子系统 58
5.3.2 控制通信子系统 61
5.3.3 声学换能器子系统 68
5.3.4 声波发射与采集子系统 74
5.4 压载式海底沉积声学原位测量系统 80
第6章 地声反演技术 82
6.1 概述 82
6.2 地声反演主要步骤 83
6.2.1 海洋环境参数及搜索范围的确定 83
6.2.2 海洋环境参数模型的选取 84
6.2.3 代价函数的构建 85
6.2.4 地声反演中的声场计算方法确定 86
6.2.5 地声反演中的优化算法确定 88
6.2.6 反演结果的检验 88
6.3 海底地声参数反演方法实例 89
6.3.1 基于脉冲波形和传播损失的海底地声参数反演 89
6.3.2 基于海底反射特性的海底地声参数反演 90
6.3.3 基于贝叶斯统计反演理论的海底地声参数反演 92
6.3.4 基于多步优化策略的宽带匹配场反演 93
第7章 海底沉积物地声属性测量技术应用 96
7.1 渤海和北黄海 96
7.1.1 沉积物样品地声属性测量及声速分布 96
7.1.2 声速与物理性质关系 98
7.2 南黄海 101
7.2.1 海底沉积物地声属性测量 101
7.2.2 原位声速及其与物理性质的相关关系 102
7.2.3 原位声衰减系数及其与物理性质的相关关系 106
7.2.4 声阻抗及其与物理性质的相关关系 109
7.2.5 剪切波速度及其与物理性质的相关关系 114
7.3 东海 118
7.4 南海北部 121
7.4.1 原位测量声速和声衰减系数及其与物理性质的相关关系 122
7.4.2 取样测量声速和剪切波速度与物理性质关系 124
7.5 菲律宾海 125
7.6 沉积物声速和声衰减系数的频率相关性 127
7.6.1 理论模型对地声属性的频率相关性的预测 127
7.6.2 海底沉积物地声属性频率相关性分析 129
下篇 海底声散射特性测量技术及应用
第8章 海底声散射特性基本概念及研究现状 139
8.1 海底声散射特性基本概念 139
8.1.1 海底声散射强度 139
8.1.2 反向散射和前向散射 140
8.1.3 海底界面粗糙散射和体积散射 140
8.1.4 海底声散射模型 140
8.2 海底声散射特性国内外研究现状 141
8.2.1 海底声散射测量技术 141
8.2.2 海底声散射特性及机理研究 142
8.2.3 海底声散射模型研究 144
8.3 未来发展趋势 146
第9章 海底声散射特性测量技术 148
9.1 海底声散射强度测量方法 148
9.1.1 指向性发射-接收系统 149
9.1.2 无指向性发射-接收系统 152
9.2 海底声散射测量仪器设备 154
第10章 海底声散射测量技术应用 161
10.1 黄海海域海底反向声散射特性测量实验 161
10.1.1 研究区概况和海底环境测量 161
10.1.2 研究区海底反向声散射测量 164
10.2 黄海海底反向声散射特性研究 166
10.2.1 砂质海底区海底反向声散射特性 166
10.2.2 泥质海底区海底反向声散射特性 170
参考文献 174
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