DAS節(jié)點式海底固定陣列解決方案

發(fā)布時間：
2026-05-13
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面向海洋探測的新一代分布式光纖聲學感知平臺

在海洋探測領域，傳統(tǒng)DAS（分布式光纖聲學傳感）系統(tǒng)通常直接利用海底通信光纜開展傳感。然而，這里存在一個基本矛盾：DAS測量的本是光纖發(fā)生的應變，可通信海纜的設計初衷之一，恰恰就是不讓光纖感受到應變。通俗地講，DAS需要光纖跟著外界“一起動”才能聽見聲音，而通信海纜為了保障信號穩(wěn)定傳輸，給光纖穿上了層層鎧甲保護它“不動”。海纜的結構重點在于抗拉、抗壓、隔振與機械保護，并非針對高靈敏度聲學感知進行優(yōu)化。這就使得傳統(tǒng)方案在應用中普遍面臨靈敏度不足、節(jié)點一致性差、有效耦合能力有限等問題，難以滿足高精度海洋感知需求。


基于這一行業(yè)痛點，我們推出了面向海洋探測場景的 DAS節(jié)點式海底固定陣列解決方案。該方案圍繞“高靈敏度、高一致性、可工程化部署”三大核心目標，從傳感結構設計、聲-振耦合機制以及陣列拓撲布局等多個維度進行了系統(tǒng)創(chuàng)新，構建了一套真正適用于海底長期部署的高性能分布式感知系統(tǒng)。


DAS節(jié)點式海底固定陣列解決方案
DAS 節(jié)點式海底固定陣陣列樣段



1) 專為海洋感知而設計的節(jié)點式架構


DAS節(jié)點式海底固定陣列解決方案

節(jié)點結構示意圖


不同于傳統(tǒng)通信海纜“弱感知”的結構特點，本方案采用專用DAS聲敏節(jié)點設計，在關鍵位置實現(xiàn)光纖與外界聲振信號的高效耦合，通過優(yōu)化敏感單元結構與封裝方式，使陣列能夠更加精準地捕獲海底微弱振動、低頻聲波及環(huán)境擾動信息，其聲壓靈敏度相比于常規(guī)通訊海光纜（約-190dB)提高約3個數(shù)量級，達到-130dB。


節(jié)點采用模塊化設計，可按照任務需求進行靈活布放，并支持直線型、以及S型等多種陣列部署方式，兼顧覆蓋范圍與空間分辨能力，實現(xiàn)復雜海域環(huán)境下的高密度感知。


與傳統(tǒng)“整段海纜被動感知”相比，節(jié)點式陣列具備：
  • 更高的聲振響應靈敏度
  • 更好的聲敏單元一致性
  • 更強的工程部署適應性
  • 可拓展4C采集，集成光纖三分量加速度計


2) 高靈敏度 × 高一致性 × 長距離部署


DAS節(jié)點式海底固定陣列解決方案

陣列布設示意圖


高靈敏度聲學感知

通過專用聲敏結構設計，顯著提升外界聲波與光纖之間的耦合效率，使系統(tǒng)能夠有效感知海底微弱振動、水下目標輻射噪聲及遠距離傳播聲場。


高一致性陣列能力

所有節(jié)點采用標準化結構與統(tǒng)一工藝生產(chǎn)，保證陣列響應一致性，為波束形成、目標定位和陣列信號處理提供可靠基礎。


長距離工程化部署

系統(tǒng)支持數(shù)十公里級陣列延展，可結合現(xiàn)有海底光纜資源進行快速部署，適用于長期在線監(jiān)測與大范圍海域覆蓋。


靈活組網(wǎng)能力
陣列支持多種拓撲結構配置，可依據(jù)任務需求實現(xiàn)定向探測、區(qū)域覆蓋或重點目標監(jiān)測，滿足不同海洋應用場景需求。


3) 面向多場景的海洋探測能力

 

布放示意圖

DAS節(jié)點式海底固定陣列可廣泛應用于：


海洋地球物理勘探

實現(xiàn)海底地震波、地層振動及海洋環(huán)境擾動監(jiān)測，為海洋資源調查與地質研究提供高密度數(shù)據(jù)支撐。


水下聲源定位

結合陣列化布放與時空信號處理能力，可對水下移動目標、聲源事件進行高精度定位與軌跡分析。


海洋水聲目標探測

適用于無人潛航器、水面艦船及水下目標的被動聲學感知與持續(xù)監(jiān)測。


海底長期監(jiān)測
支持長期在線運行，可應用于海洋環(huán)境觀測、海底安全預警及基礎設施監(jiān)測等任務。


4) 構建低成本、高密度的海底感知網(wǎng)絡


隨著海洋信息化與智能感知需求不斷提升，傳統(tǒng)海底探測方式正面臨成本高、部署復雜、覆蓋有限等挑戰(zhàn)。DAS節(jié)點式海底固定陣列通過“節(jié)點化感知 + 分布式光纖”融合設計，為海洋探測提供了一種全新的技術路徑。


它不僅兼具分布式系統(tǒng)的大范圍覆蓋能力，還實現(xiàn)了接近專用聲學陣列的感知性能，可有效降低海底觀測網(wǎng)絡建設門檻，為未來海洋安全、海洋資源開發(fā)及智慧海洋建設提供核心基礎設施支撐。