卫星上有什么探测设备？

一、卫星上有什么探测设备？

一、CCD立体相机

二、X射线谱仪

三、γ射线谱仪

四、激光高度计

五、太阳高能粒子探测器

六、微波探测仪

七、太阳风离子探测器

二、海洋工程中有哪些常用的探测设备？

海洋工程的探测设备按照接触式和非接触式可以分为两大类。其中接触式的探测设备比较好理解，例如各种采样器，报告水质采样器和地质采样器，简单粗暴！想要知道这篇海洋地质是否适合建大桥，直接下柱状采样器或者静力触探选取二三十个点干就完了！

虽然接触式探测采集的数据结果很准，但是效率不高，因此，还是要跟非接触式的探测设备联合使用。非接触式的探测设备实在太多了，基本上用到的都可以算是遥感技术。按照物理学原理可以分为三种非接触式海洋探测设备，即声学，光学，电磁学这三类。

海洋声学探测设备水下探测用的最多，像测深仪，侧扫声纳，浅地层剖面仪，单道多道地震设备都属于声学探测设备。主要测量水深，地形地貌，地层地质等数据。

海洋光学探测设备主要用于水面以上的探测，当然在水面以下也可以实在小范围，短距离探测。水面以上的光学传感器可以基于飞机平台或者卫星平台探测。包括海浪，风速，风向等气象数据都可以用光学探测设备获取。

海洋电磁探测可以获取地球磁场，海底电缆等数据，也可应用于电磁耦合数据通信等领域。有些物理海洋学参数例如盐度，压力，温度等也是基于电学或磁力传感器进行探测。

如果要根据海洋工程不同的施工作业场景，需要用到的探测设备更是五花八门，笔记只是根据物理学原理和分类大概介绍这么多。

三、金属探测设备什么原理

金属探测设备是一种通过特定原理来探测金属物体的设备。它在安全检查、金属探测等领域具有重要作用。本文将介绍金属探测设备的原理、分类以及应用。

什么是金属探测设备？

金属探测设备是一种利用特定原理来探测金属物体的仪器。这些设备通过探测金属物体的电磁特性来进行工作。根据原理的不同，金属探测设备可以分为多种类型。

金属探测设备的原理

金属探测设备的原理通常基于电磁感应和电阻原理。当金属物体接触到设备的感应区域时，金属物体的电磁特性将产生变化，从而触发设备的探测机制。

电磁感应原理是金属探测设备中最常用的原理之一。根据法拉第电磁感应定律，当金属物体在电磁场中运动或接近电磁场时，会在金属中产生感应电流。金属探测设备利用这种感应电流来探测金属物体的存在。

另外，金属探测设备还可以基于电阻原理工作。金属物体的电阻通常与其尺寸和电导率相关。通过测量金属物体的电阻变化，金属探测设备可以判断金属物体的存在。

金属探测设备的分类

根据不同的应用需求和原理，金属探测设备可以分为以下几类：

1. 手持式金属探测器： 这种设备通常体积小巧，适合携带和移动使用。手持式金属探测器广泛应用于安全检查、人员检验以及考古探测等领域。
2. 地下金属探测器： 地下金属探测器主要用于地下资源勘探、矿产寻找等领域。它们能够通过地下空间中的电磁特性变化来识别地下金属矿藏。
3. 工业金属探测器： 工业金属探测器广泛应用于制造业和加工行业。它们能够检测出产品中的金属杂质，保证产品质量和安全。
4. 金属探测门： 金属探测门常用于安全检查场所，如机场、车站等。它们能够快速、无接触地检测出人员携带的金属物体。

金属探测设备的应用

金属探测设备在众多领域中有着广泛的应用。

首先，金属探测设备在安全检查领域起着重要作用。例如，机场和车站的安检过程中就使用金属探测门和手持式金属探测器来检测人员携带的禁止物品，以维护公共安全和秩序。

其次，金属探测设备在矿产勘探和地质勘察中也有着重要应用。地下金属探测器能够准确识别地下金属矿藏的存在，为矿产勘探提供可靠的数据支持。

此外，金属探测设备还广泛应用于制造业和加工行业中。工业金属探测器能够检测出产品中的金属杂质，保证产品的质量和安全。在食品加工行业中，金属探测设备被广泛用于检测食品中的金属异物，以确保食品安全。

总结起来，金属探测设备在安全检查、矿产勘探和制造业等领域有着不可或缺的作用。随着科技的不断进步，金属探测设备的性能和功能也在不断提升，为各行各业的发展提供了有力支持。

四、常用的海洋声学探测设备主要有哪些？

需要明确几点，首先，所有设备都是系统运作，也就是说需要若干辅助设备才能实现其功能；其次，设备没有好坏之分，只有适用环境、任务目标的差别，即没有绝对好的设备，只有适用的设备；再次，所有的探测数据都有多解性，小到对信号的甄别，大到对目标数据的提取，都需要技术人员在熟悉仪器原理和区域环境的基础上付出大量的工作才能获得准确可靠的成果，不存在所谓的“完全自动化”。

1. 测深仪（或称单波束）

系统配置：测深仪换能器、工控机，定位系统（GPS），需要实时验潮

作业方式：船体安装，走航测量，岸上验潮或RTK潮位修正

著名厂商：加拿大KNUDSEN公司 美帝ODOM公司 天朝海鹰公司

关键词：时深转换 声速改正 波束角 运动改正

单波束可以说是所有声学探测设备的鼻祖了，其原理非常简单，就是前文中所提到的时深转换。但是原理简单并不代表着仪器操作简单，为了获得高质量数据和清晰的反射图像，现场控制依然有很高的要求，拿换能器吃水来说，太深的话不仅会受二次反射波影响，还可能威胁到行船安全，太浅的话水体噪声又太大，信噪比降低也会使数据质量下降。

对于单波束而言，声速改正是比较简单的，因为其声轴是竖直方向的，不牵涉声波的折射偏移，只需要对沿深度方向的水体声速进行分层定值或平均再做计算就可以获得精确水深；由于单波束是记录最短的信号往返时间进行水深计算，所以目前的单波束都在努力减小波束角，使到达海底的信号覆盖区域尽量缩小，以获得更为精确的水深数据，但是在海床形态非常复杂的区域，即使减小波束角，单波束测得的水深仍然会存在较大误差（图1）；对于运动改正问题，目前在单波束测深系统中运用比较少，其原因在于单波束是记录最短的信号往返时间进行水深计算的，因此在船体的横摇（roll）、纵摇(pitch)小于波束角时仪器测得的水深是不受这两种运动影响的，只有船体起伏(heave)会对水深值产生影响（图2），但是一般在能够接受的海况条件下测量艇作业时受浪的作用起伏多是低频的，这种船体起伏对数据的影响可以在后期处理过程中通过分段平均的方式减弱，从而达到测量精度要求，因此，只要选择合适的测量艇，并将单波束固定安装在其重心位置处，就可以满一般测量的需要了。需要注意的是，当船体晃动严重时，波束发射会变成斜向，由此产生的误差会是相当可观的，且水深越大这种误差越大。

TIPS：虽然单波束目前市场逐步缩小，但其在一些特殊条件下仍有不可替代的作用。比如海洋工程领域，试用双频测深仪进行浮泥厚度探测就是一种经济、高效的手段，由前文可知，高频信号分辨能力强，但穿透性弱，相反低频信号分辨能力弱而穿透性强，通过记录两种特定频率信号的反射图像就可以很容易地识别浮泥层顶、底界面，例如，在黄河三角洲海域，试用24kHz和100kHz频率组合的双频测深仪反射图像，剔除不可理数值后取平均值即可获得悬浮淤泥厚度。

2. 侧扫声纳系统

系统配置：声纳拖体、工控机，定位系统（GPS），姿态传感器（可选配），

作业方式：拖曳式走航测量，

著名厂商：美国Klein公司（已被L3收购） 美国EdgeTech公司

关键词：半定量设备 探测面积大 动员时间短 目标识别快

自二战以来，声纳就是各国海军发展的重点，尤其是冷战期间的反潜，反水下渗透破坏，侧扫声纳的识别精度、勤务性、作业航速大幅度提高，以Klein 8000型侧扫声纳为例，可在航速20节的条件下获得高清晰度的海底图像，当然，这玩意儿目前依旧对华禁运。侧扫声纳利用拖体两侧的换能器发射、并接收信号，然后根据信号强弱反演海床形态（图3），因此也被商家冠以“地貌仪”的噱头进行推广。

但是必须清楚，侧扫声纳只能获得海底的高低起伏，也就是说它记录的是地形变化引起的反射信号相对强度的差异，而无法获得海床上点的精确水深！因此它属于“半定量探测设备”。由于侧扫声纳探测面积大，动员时间短，且对于具有特殊外形的目标物识别能力强，因此在海洋工程探测，抢险搜救，考古探宝等领域广泛使用，尤其是搭载磁力仪之后，对于金属物的探测显示出了其他仪器、作业方式无法比拟的优势。目前的侧扫声纳系统多采用双频换能器，在满足大覆盖宽度的前提下提高分辨率。但是在一些特殊条件下，侧扫声纳的图像也会具有欺骗性，例如当海床上的沙纹小于侧扫声纳的最小分辨尺寸时，声纳图像上会显示一片强反射，在没有其他资料的条件下，作业人员很容易将这种区域识别为极硬底质甚至是礁石露头。这种现象是仪器原理决定的，如果拿不准，可以通过变换测线方向，比对同一区域图像的方式进行甄别，如果是极硬底质，多次测得的图像会表现出相似性和规律性，如果是由于超出仪器分辨能力产生的假波图像，则一次一个样，毫无规律。TIPS：侧扫声纳也有浅水型和深水型之分，因此不能将水深作为侧扫声纳的适用范围区分标准！重量轻、体积小，换能器频率相对较高是浅水型侧扫声纳的主要特点，通常一个成年男子就可以搬动声纳拖体，如Klein3900型，拖体长度为1.22m，干重仅有29kg,工控机就是一台笔记本电脑，整体轻便，部署作业简便，因此这类侧扫声纳对作业平台的要求也相对低一些（图4）。3.条带测深系统上世纪7、80年代，国外厂商开发出了“条带测深系统”，此类系统可以实现对航迹线两侧一定宽度海底水深值的高密度采集，从而大大提高了水深地形测量的效率。对于此类系统，解算水深时最关键的物理量莫过于斜距和波束发射角。斜距相对而言比较容易获得，就是最基本的时深转换，而波束发射角的获得方式在基于不同原理开发出来的产品中就存在一定差异了，下面就来说说目前比较流行的两种条带测深系统。3.1多波束条带测深系统（简称多波束，或束控多波束）系统配置：多波束换能器、表层声速计，工控机，定位系统（GPS），定向系统（罗经），姿态传感器（三轴MRU），声速剖面仪（SVP），需要实时验潮作业方式：船体安装，走航测量，岸上验潮或RTK潮位修正著名厂商：丹麦Reson公司 挪威Konsberg公司

关键词：束控 时深转换 全覆盖 声速改正 波束角 运动改正

将若干个单波束成排放置，就可以得到完全覆盖其下方的水深值，但这样显然不够经济，覆盖宽度有限，且需要的换能器也太多。如果我们将一系列不同发射角的波束集中起来，使其向海底发射，然后记录往返时间，这样不但能探测更宽的区域，还能缩小换能器的体积，在这一思路的指导下，第一代模拟多波束条带测深系统诞生了（图5），当然多波束也是目前最为复杂，作业控制要求最高的系统。

多波束系统出厂时只能算是“半成品”，其换能器、定位、定姿装置、操控单元只有和载具完成安装后，才能算是一个完整的系统。波束（Beam）是通过多震源以不同位置和时间序列发射声波（Sounding），利用相位叠加原理形成的，为了精确控制波束指向性，多波束系统需要实时测量换能器附近的水体声速；同时为了使波束稳定低指向海底，减弱船体的晃动对波束的影响，形成均匀整齐的脚印（Footpoint）,实现“船动我不动”,需要实时监测并记录船体的横摇（roll）、纵摇(pitch)、船体起伏(heave)，以及航向，并调整不同位置震源的发射时间；由前文可知，入射角越大，在声速界面处声波的折射越明显，所以在作业过程中需要经常量测水体声速来修正水深数据……

由此可见多波束条带测深系统所记录的物理量是非常多的，包括：换能器安装姿态校准数据、系统延时、定位导航信息、声源处水体声速、水深剖面声速、信号往返时间、回波信号相位，以及船体的三向运动等，把所有这些值全部输入工控机，才能获得正确的水深数据（图6）。

TIPS：早期的多波束为了获得较大的覆盖面积，通常换能器的体积都很大，即使如此，在水深较小时仪器的覆盖面积也会受到影响，因此多数情况下都是在深水、中深水环境使用的，但随着传感器原理和技术的进步，逐渐出现了一些“浅水多波束”，虽然名字接近，但其原理和硬件构架更接近深水设备，比如，将发射器和接收器分置，换能器不仅要记录信号往返时间，还要记录返回声信号的振幅、相位，以获得更宽范围的精确水深，代表产品有Reson公司的7125，Konsberg公司的2040A，R2sonic公司的2024等，这类产品在继承了前代产品优势的基础上，都实现了波束分布的动态调节，以及在不损失数据密度前提下的指向性、覆盖宽度调节，使用更为灵活。

3.2相干声纳条带测深系统

系统配置：换能器、表层声速计，高度计（单波束），工控机，定位系统（GPS），定向系统（罗经），姿态传感器（三轴MRU），声速剖面仪（SVP），需要实时验潮

作业方式：船体安装，或拖曳式，岸上验潮或RTK潮位修正

著名厂商：英国GeoSwath（已被坑死波哥收购） 美国Klein公司（目前5000及以上级别的侧扫声呐都有相干功能，3500更让人感觉是笨骚死C3D的翻版……）

关键词：轻量化浅水 相干计算 宽覆盖 声速改正 运动改正

在多波束发展过程中，有人设想，能否结合侧扫声纳和多波束条带测深系统二者的优点，制造一种小型轻便，既能测量确切水深，又在浅水中有较大覆盖宽度的仪器，通过实验，相干声纳系统应运而生（图7）。

由于这种设备是基于侧扫声纳原型的，声轴无法垂直指向海底，在其正下方信号强度很弱，因此需要在水下单元安装一个单波束测深仪来补充数据空白。

相干声纳条带测深系统在浅水环境下能够实现极大的覆盖宽度，但其硬件架构设计是存在先天不足的，因为它是通过很少的换能器（相对于束控多波束系统而言）发射接近球面的开角极大的绳波信号，然后利用多个接收器记录回波信号的相位差来计算回波指向角，实现多点水深测量的，也就是说相干声纳获得的水深值都是经过多重相干计算的，虽然可以获得极大的覆盖宽度的水深地形数据，但非实测值，因此在海床起伏剧烈的水域，相干声纳测深系统的数据质量很容易出问题，比如换能器正下方海床异常突起等，因此，在实际测量过程中可采用“非等距”的方式布设测线，即每两条测线间距较小，保证测艇上线施测时两舷换能器声轴方向正好可以覆盖另一条测线正下方的海底，以提高数据质量。

TIPS：对于很多人而言，区分拖体式相干声纳条带测深系统和侧扫声纳系统是很难的，因此闹出过不少笑话，其实只要清楚二者原理上的差异，可以很容易地区分它们。简言之，从外观上来说，侧扫声纳的换能器是拖体两侧水平安装的，就好像“H”的两道竖线，而相干声纳的换能器则是呈“V”形分布的，而且旁边会安装声速计或CTD以记录或计算换能器处的水体声速。这类产品比较典型的当数Benthos公司的C3D系统和Klein公司的3500系统，此类系统通过对算法的改进，降低了信号多解性，在目标物识别方面明显优于同类产品，但原理上没有实质性改进。

4.浅地层剖面仪（简称浅剖）

系统配置：换能器、工控机，定位系统（ＧＰＳ）

作业方式：拖曳式走航测量或采用船体安装

著名厂商：瑞典Konsberg公司 美国Benthos公司

关键词：低频　穿透　参量阵技术 ＣＨＩＲＰ技术　钻孔修正

当我们需要获知海床以下浅部地层、灾害地质因素、埋设物等的分布情况时，需要使用一种工作频率相对较低，对海底地层有一定穿透能力的设备来实现，这就是浅地层剖面系统（图8）。这种系统的工作原理也是非常简单的，只是信号频率更低，能量更强，信号在各个声速界面上形成反射，水听器接收回波信号后即可形成声学地层图像。按信号频率从高到低排列，震源类型主要包括：压电陶瓷（晶体振动）、Boomer（金属撞击）、电火花（等离子体）等，当然这不是绝对的，比如参量阵技术，就是通过两个相对高频的信号通过相位叠加最终形成若干个不同频率的信号，其中就包含了频率极低的信号。

在波束控制方面，目前有两个方向：在海洋地质调查领域，科学家往往关注地层的产状，以及浅部的特殊地质现象，因此需要在波束角尽可能小的情况下，实现波束稳定，使其始终垂直指向海床，压制绕射，减小地层产状变化对声学图像的影响（图8）；

在海洋工程调查领域，浅剖为了获得具有特征的目标物回波信号，通常不会一味地减小波束角，换句话说，它发射的信号更接近于扇面波或球面波，例如老外吹牛逼的“管线仪”，横跨海底管道时形成的类似于抛物线的声学图像（图 9）。

五、海底声学探测设备是什么？

多波束测深声呐、侧扫声呐、浅地层剖面仪和合成孔径声呐是近几十年来快速发展的海底声学探测高新技术装备。

多波束测深声呐：利用回声测深原理探测水下深度和地形的装备；与单波束测深声呐相比，其探测面积更大，效率和精度更高。

侧扫声呐：工作原理与多波束测深声呐相同，主要作用是探测海底地貌和水下目标物。主要优点是探测面积大，且对特殊外形的水下目标识别能力强，广泛应用于水下探测、路由调查和水下考古等领域。

浅地层剖面仪：利用声波探测水下浅地层剖面结构和构造的装备，主要应用于海底管线调查、海洋地质勘查、海洋工程建设和水下掩埋物探测等领域。

合成孔径声呐：新型的高分辨率水下成像声呐，基本原理是利用小尺寸的声基阵匀速直线运动来虚拟大孔径基阵，从而提高横向分辨率。与普通侧扫声呐相比，其主要优点是分辨率与声呐频率和探测距离无关。

六、无线电波探测设备原理？

无线电波探测设备的原理是利用天线接收无线电波信号，再通过放大、解调等工艺，获得高频信号以及所需要的信息内容。无线电波探测设备的天线可以接收被探测物体或者场景所发射、反射、散射或者绕射出来的无线电波信号。经过一系列的处理，包括放大、滤波、解调等等，信号会转化为相应的高频信号和信息内容，并被以可视化或可录制的形式展现出来。无线电波探测设备原理的应用非常广泛，包括雷达、导航定位、通信、电子测试等等方面，在现代军事、民用等领域都发挥着重要作用。此外，近几年，随着计算机和信号处理技术的提高，无线电波探测设备的性能和应用范围也在不断扩大。

七、利用无线电波的探测设备是什么？

利用无线电波的探测设备是雷达。

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

雷达的种类繁多，分类的方法也非常复杂。一般为军用雷达。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。

八、有什么设备可以探测金矿？

使用最简单的专业金矿探测仪器，是便携式X光的，通过与标准样品对比，能直接在矿区快速大批量测定原矿的含金量，对原矿做出大致判断。价格大概在35-60万人民币。当然还有更好的。这种仪器还可以通过定标，检测其他元素。

九、有什么设备可以探测金？

地下金属探测器的国家标准是大盘5米，小盘3.5米，都大于你说的两米。目前有能探测8米深度的。跟表面穿透雷达SPR合作能探测30米左右。

十、太空探测器有什么设备？

太空探测器有我国的“悟空”、“天眼”、南仁东的天眼工程。