DAS节点式海底固定阵列解决方案

发布时间:
2026-05-13
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面向海洋探测的新一代分布式光纤声学感知平台

在海洋探测领域,传统DAS(分布式光纤声学传感)系统通常直接利用海底通信光缆开展传感。然而,这里存在一个基本矛盾:DAS测量的本是光纤发生的应变,可通信海缆的设计初衷之一,恰恰就是不让光纤感受到应变。通俗地讲,DAS需要光纤跟着外界“一起动”才能听见声音,而通信海缆为了保障信号稳定传输,给光纤穿上了层层铠甲保护它“不动”。海缆的结构重点在于抗拉、抗压、隔振与机械保护,并非针对高灵敏度声学感知进行优化。这就使得传统方案在应用中普遍面临灵敏度不足、节点一致性差、有效耦合能力有限等问题,难以满足高精度海洋感知需求。


基于这一行业痛点,我们推出了面向海洋探测场景的 DAS节点式海底固定阵列解决方案。该方案围绕“高灵敏度、高一致性、可工程化部署”三大核心目标,从传感结构设计、声-振耦合机制以及阵列拓扑布局等多个维度进行了系统创新,构建了一套真正适用于海底长期部署的高性能分布式感知系统。


DAS节点式海底固定阵列解决方案
DAS 节点式海底固定阵阵列样段



1) 专为海洋感知而设计的节点式架构


DAS节点式海底固定阵列解决方案

节点结构示意图


不同于传统通信海缆“弱感知”的结构特点,本方案采用专用DAS声敏节点设计,在关键位置实现光纤与外界声振信号的高效耦合,通过优化敏感单元结构与封装方式,使阵列能够更加精准地捕获海底微弱振动、低频声波及环境扰动信息,其声压灵敏度相比于常规通讯海光缆(约-190dB)提高约3个数量级,达到-130dB。


节点采用模块化设计,可按照任务需求进行灵活布放,并支持直线型、以及S型等多种阵列部署方式,兼顾覆盖范围与空间分辨能力,实现复杂海域环境下的高密度感知。


与传统“整段海缆被动感知”相比,节点式阵列具备:
  • 更高的声振响应灵敏度
  • 更好的声敏单元一致性
  • 更强的工程部署适应性
  • 可拓展4C采集,集成光纤三分量加速度计


2) 高灵敏度 × 高一致性 × 长距离部署


DAS节点式海底固定阵列解决方案

阵列布设示意图


高灵敏度声学感知

通过专用声敏结构设计,显著提升外界声波与光纤之间的耦合效率,使系统能够有效感知海底微弱振动、水下目标辐射噪声及远距离传播声场。


高一致性阵列能力

所有节点采用标准化结构与统一工艺生产,保证阵列响应一致性,为波束形成、目标定位和阵列信号处理提供可靠基础。


长距离工程化部署

系统支持数十公里级阵列延展,可结合现有海底光缆资源进行快速部署,适用于长期在线监测与大范围海域覆盖。


灵活组网能力
阵列支持多种拓扑结构配置,可依据任务需求实现定向探测、区域覆盖或重点目标监测,满足不同海洋应用场景需求。


3) 面向多场景的海洋探测能力

 

布放示意图

DAS节点式海底固定阵列可广泛应用于:


海洋地球物理勘探

实现海底地震波、地层振动及海洋环境扰动监测,为海洋资源调查与地质研究提供高密度数据支撑。


水下声源定位

结合阵列化布放与时空信号处理能力,可对水下移动目标、声源事件进行高精度定位与轨迹分析。


海洋水声目标探测

适用于无人潜航器、水面舰船及水下目标的被动声学感知与持续监测。


海底长期监测
支持长期在线运行,可应用于海洋环境观测、海底安全预警及基础设施监测等任务。


4) 构建低成本、高密度的海底感知网络


随着海洋信息化与智能感知需求不断提升,传统海底探测方式正面临成本高、部署复杂、覆盖有限等挑战。DAS节点式海底固定阵列通过“节点化感知 + 分布式光纤”融合设计,为海洋探测提供了一种全新的技术路径。


它不仅兼具分布式系统的大范围覆盖能力,还实现了接近专用声学阵列的感知性能,可有效降低海底观测网络建设门槛,为未来海洋安全、海洋资源开发及智慧海洋建设提供核心基础设施支撑。