超聲波技術(shù)在船舶導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用

黃云鵬+林育生

摘 要 超聲波技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，利用其在水中和空氣中傳播特性，分別應(yīng)用到船用導(dǎo)航設(shè)備測深儀、多普勒計(jì)程儀、聲相關(guān)計(jì)程儀、船舶氣象儀中，為船舶系統(tǒng)提供水深、航速、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度等導(dǎo)航信息，對于船舶航行安全具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】超聲波 導(dǎo)航設(shè)備 應(yīng)用 聲相關(guān) 多普勒 換能器

1 引言

超聲波技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，發(fā)展日趨成熟。船用導(dǎo)航設(shè)備主要用于船舶的航行導(dǎo)航，它為船舶系統(tǒng)提供航向、航速、航程、航跡、位置、水平姿態(tài)、水深、氣象要素等導(dǎo)航信息。超聲波技術(shù)從上世紀(jì)第二次世界大戰(zhàn)期間開始應(yīng)用到船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中，最典型的應(yīng)用是水深測量，通過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前各種測深儀產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)非常成熟和普及。隨著技術(shù)進(jìn)步，超聲波技術(shù)在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，逐步應(yīng)用到測量航速、風(fēng)速風(fēng)向、溫度等領(lǐng)域，二十世紀(jì)六十年代初美國研制了第一臺(tái)多普勒計(jì)程儀，二十世紀(jì)七十年代后期美國通用電氣公司提出了聲相關(guān)測速的理論并研制了聲相關(guān)計(jì)程儀樣機(jī)，二十世紀(jì)八十年代意大利研制了超聲波風(fēng)速儀原理樣機(jī)。國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究相對滯后，目前測深儀研究比較成熟，產(chǎn)品較多；多普勒計(jì)程儀、超聲波風(fēng)傳感器研究方興未艾，陸續(xù)有新產(chǎn)品推出；聲相關(guān)計(jì)程儀的研究起步較晚，產(chǎn)品進(jìn)入樣機(jī)階段。本文著重論述超聲波應(yīng)用到船舶導(dǎo)航領(lǐng)域的主要技術(shù)及產(chǎn)品。

2 超聲波技術(shù)

2.1 超聲波

超聲波是指頻率大于20kHz的聲波，因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。一般把頻率大于15kHz的聲波認(rèn)為是超聲波。超聲波可在不同介質(zhì)中以不同的速度傳播，具有定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。聲波是目前人類掌握的唯一能在大海中遠(yuǎn)距離傳遞信息和能量的載體，聲波之所以成為水下最佳信息載體，是因其與電磁波等其它物理場相比，在水介質(zhì)中衰減系數(shù)最小，可以遠(yuǎn)距離傳播。

超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；另一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波，有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。

基于超聲波的研究成果很多，廣泛應(yīng)用到醫(yī)療、勘探、測量、導(dǎo)航等領(lǐng)域，下面介紹應(yīng)用到船舶導(dǎo)航領(lǐng)域的主要技術(shù)。

2.2 回聲測距原理

聲波可以借助于水這個(gè)良好的介質(zhì)傳播很遠(yuǎn)的距離，當(dāng)聲波在水中遇到不同的介質(zhì)如海底、魚群、水中氣泡等，會(huì)產(chǎn)生反射。由于聲波在水中傳播的平均速度約為1500m/s，因此，只要知道聲波脈沖從發(fā)射出去到收到回波的時(shí)間就可以計(jì)算出目標(biāo)的距離。假定向被測目標(biāo)發(fā)射聲波脈沖到接收到從該目標(biāo)返回的聲波脈沖的時(shí)間為Δt，平均聲速為C，則被測目標(biāo)的距離H為：

式中C為海水中聲速。如果要獲得更精確的結(jié)果，需要對聲速進(jìn)行修正。

2.3 多普勒效應(yīng)

1842年奧地利物理學(xué)家Christian Johann Doppler發(fā)現(xiàn)了多普勒效應(yīng)（Doppler effect），即當(dāng)聲波被一物體反射回來時(shí)，若聲波發(fā)射源與反射體之間存在相對運(yùn)動(dòng)，反射波將產(chǎn)生一個(gè)多普勒頻移。根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)船舶以θ角度向海底或某一水層發(fā)射超聲波、接收反射回波時(shí)，船舶航速為V，其在超聲波發(fā)射及接收方向上的速度分量為Vcosθ，f為發(fā)射頻率，則回波的多普勒頻移Δf（回波頻率與入射頻率之間的差值）為：

式中，c為海水中的聲速（m/s）。將上式變換可以求得V值：

在計(jì)程儀安裝好之后，

為固定值，只要測得Δf就可以求出航速V。公式（3）為單波束多普勒計(jì)程儀測速公式。

2.4 波形不變性

向海底發(fā)射聲波的回波的幅度主要取決于海底底質(zhì)的反射系數(shù)及水深。當(dāng)船舶航行時(shí)，由于返回的信號(hào)是由大量海底散射體的回波干涉而形成，因而幅度有起伏。這種干涉狀況隨著接收器的位置的變化而變化，但對于不同位置的接收器，如果發(fā)射器的位置也不同，那么它們有可能遇到相同的干涉效果。也就是說，如果在一條移動(dòng)的船上，用單一的一個(gè)發(fā)射器，那么在兩個(gè)分開的接收器上接收的信號(hào)，除了有一個(gè)時(shí)延外，沒有什么不同，這就是“波形不變性”原理。因此，如果已知接收器間隔和時(shí)延，就可以求出船舶的航行速度。

假設(shè)船首和船尾接收器之間的距離為S（稱為換能器基線），發(fā)射器位于中間S/2處。當(dāng)船舶以航速V航行時(shí)，船首接收換能器在t1時(shí)刻接收到由發(fā)射換能器發(fā)射的沿垂直方向傳播到海底某點(diǎn)后被反射的回波信號(hào)f1（t1），船舶繼續(xù)航行了S/2距離，船尾接收換能器在t2時(shí)刻接收到了來自海底同一位置反射的回波信號(hào)f2（t2）。由于f1（t1）和f2（t2）是海底同一位置反射的回波信號(hào)，兩者的傳播路徑及所含的水聲信息完全相同，因此f1（t1）和f2（t2）是兩個(gè)相關(guān)的信號(hào)，兩者的接收時(shí)間差τ稱為相關(guān)延時(shí)。則船舶的航速為：

上式稱為聲相關(guān)計(jì)程儀的測速原理公式，式中S為已知常數(shù)，只需求得τ就可以計(jì)算出航速V的值。

2.5 脈沖聲時(shí)法

聲波在空氣中的傳播速度會(huì)受空氣流動(dòng)（即風(fēng)）的影響，同向時(shí)聲波傳播速度加快，反向時(shí)聲波傳播速度減慢。為此提出了利用測量聲波在已知距離的兩點(diǎn)之間傳播時(shí)間的變化來逆向推導(dǎo)兩點(diǎn)間風(fēng)速的方法--脈沖聲時(shí)法，又稱時(shí)差法。其原理如下：在不考慮其它因素影響的理想狀態(tài)下，由發(fā)射探頭發(fā)射的一組超聲波脈沖到達(dá)接收探頭的傳播時(shí)間t1為：

其中，L為傳播距離，v0為靜風(fēng)下的聲速，v為風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)向和超聲波傳播方向一致時(shí)為正，反之為負(fù)。采用雙向測量，反向上超聲波的傳輸時(shí)間t2為：

消去v0，得到風(fēng)速v的測量公式為：

該結(jié)果是探頭所在方向上的相對風(fēng)速。要測量二維平面上的風(fēng)速，可以同時(shí)測量互相垂直的兩個(gè)方向上風(fēng)速后計(jì)算而得。要測量三維空間的風(fēng)速大小還需增加測量豎直方向上的風(fēng)速。

3 導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用

超聲波在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用主要利用前面提到的技術(shù)，進(jìn)行水深測量、航速測量、風(fēng)速風(fēng)向和溫度測量。其中，水深測量功能是測深儀應(yīng)用回聲測距原理而實(shí)現(xiàn)的；航速測量功能是多普勒計(jì)程儀應(yīng)用多普勒效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的；航速測量和水深測量功能由聲相關(guān)計(jì)程儀應(yīng)用“波形不變性”原理而實(shí)現(xiàn)的；氣象儀應(yīng)用脈沖聲時(shí)法等方法，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向和溫度測量功能。

3.1 水深測量

水深測量理論依據(jù)是回聲測距原理，這是超聲波在導(dǎo)航系統(tǒng)中最早和最成熟的應(yīng)用。測深儀通過安裝的船底的換能器向海底發(fā)射聲波信號(hào)，根據(jù)接收到回波的時(shí)間，計(jì)算出海底深度。

3.1.1 換能器

GB/T 3947-1996《聲學(xué)名詞術(shù)語》中換能器（transducer）的定義是自一種類型的系統(tǒng)接收信號(hào)而向另一種類型的系統(tǒng)供應(yīng)相應(yīng)的信號(hào)，使輸入信號(hào)的某一所需特征出現(xiàn)于輸出的器件。水聲換能器（underwater sound transducer）是指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為聲能向水中輻射，或?qū)⒔邮盏降乃曅盘?hào)轉(zhuǎn)換為其他能量形式的信號(hào)的換能器。測深儀換能器是一種水聲換能器，安裝在船舶底部，它是測深儀最主要的功率部件，其作用是將發(fā)射機(jī)輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)向海底發(fā)射并將海底反射回波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再輸出到接收機(jī)。

早期使用的換能器是由壓電晶體與金屬質(zhì)量塊組成的朗之萬型換能器，后經(jīng)產(chǎn)品升級換代，換能器性能有很大的提高。近年來，出現(xiàn)了許多新概念和新方法，水聲換能器正面臨著新一輪的產(chǎn)品換代，超磁致伸縮稀土換能器、高性能電致伸縮陶瓷（PMN2X） 換能器、矢量水聽器、壓電復(fù)合材料換能器、低頻大面積PVDF 水聽器、光纖水聽器等研究活躍，代表了換能器研究的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

3.1.2 測深儀

測深儀是一種水聲導(dǎo)航設(shè)備，它能提供船舶所處位置的水深信息。其測量水深的基本原理就是回聲測距原理。從探測方式上講，回聲測深儀屬于主動(dòng)聲納。1925年，美國研制成功世界上第一臺(tái)聲學(xué)測深儀，20世紀(jì)70年代不少國家建立了回聲測深儀的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我國第一臺(tái)測深儀為前蘇聯(lián)產(chǎn)品的仿制品，于1965年仿制成功，1995年建立了國標(biāo)GB/T 8016-1995《船用回聲測深設(shè)備通用技術(shù)條件》。隨著技術(shù)的發(fā)展，測深儀從單頻測深儀向雙頻、多頻測深儀發(fā)展，從單波束向多波束測深儀發(fā)展，除測量水深外，在海底地形地貌測量和海底地質(zhì)勘察中發(fā)揮重要作用。

測深儀設(shè)備可以分為濕端和干端兩大組成部分。其中，濕端是指安裝在水下的部分，又稱為水下聲系統(tǒng)，由水聲換能器或換能器陣及有關(guān)聲學(xué)構(gòu)件組成，其功能主要完成聲-電、電-聲能量轉(zhuǎn)換，并與干端一起完成濾波功能。干端是指安裝在艙室內(nèi)的不與水接觸的部分，由設(shè)備主機(jī)及接口部件組成，包括控制部分（或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、顯示模塊、電源和接口模塊等，主要功能是信號(hào)產(chǎn)生、發(fā)送、接收、處理、計(jì)算、數(shù)據(jù)顯示、控制等。測深儀常用的工作頻率包括：20kHz、40kHz、90kHz。

3.2 航速測量

超聲波航速測量的理論依據(jù)是多普勒效應(yīng)和“波形不變性”原理，利用該理論分別研制出多普勒計(jì)程儀（Doppler log）和聲相關(guān)計(jì)程儀（acoustic correlation log）。超聲波航速測量與傳統(tǒng)的航速測量理論不同，傳統(tǒng)的航速測量設(shè)備主要有基于法拉第電磁感應(yīng)定律的電磁計(jì)程儀（electromagnetism log）和基于柏努利原理的水壓計(jì)程儀（pressure log），均屬于相對計(jì)程儀，測量的航速是船舶相對于水流的運(yùn)動(dòng)速度；而多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀屬于絕對計(jì)程儀，測量的航速是船舶相對于海底的運(yùn)動(dòng)速度。

3.2.1 多普勒計(jì)程儀

多普勒計(jì)程儀根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)來測量船舶相對于大地的運(yùn)動(dòng)速度或相對于海水層的運(yùn)動(dòng)速度。二十世紀(jì)六十年代初美國就開始研制多普勒計(jì)程儀，1966年開始裝船。法國1972年研制出第一批產(chǎn)品。國內(nèi)二十世紀(jì)九十年代初期開始出現(xiàn)多普勒計(jì)程儀產(chǎn)品。

多普勒計(jì)程儀利用換能器向海底發(fā)射聲波，不斷接收回波，根據(jù)回波頻移量的大小，計(jì)算出船舶相對于海底或水層的運(yùn)動(dòng)速度。工作頻率20kHz至2MHz。多普勒計(jì)程儀具有測速精度高、門限速度小、能夠測量船舶縱、橫向速度等特點(diǎn)。

多普勒計(jì)程儀可以分為一元多普勒計(jì)程儀、二元多普勒計(jì)程儀和三元多普勒計(jì)程儀。一元多普勒計(jì)程儀即單軸多普勒計(jì)程儀，它安裝有兩個(gè)換能器，分別向船艏和船艉方向發(fā)射和接收超聲波（雙波束），可以測量船舶前進(jìn)和后退速度；二元多普勒計(jì)程儀即雙軸多普勒計(jì)程儀，它在船底靠近船艏安裝有四個(gè)換能器，分別向船艏、船艉、左舷和右舷方向發(fā)射和接收超聲波（四波束），可以測量船舶前進(jìn)、后退速度及船首左右方向的移動(dòng)速度；三元多普勒計(jì)程儀即三軸多普勒計(jì)程儀，除了二元多普勒計(jì)程儀的功能外，還在船尾安裝有兩個(gè)換能器，分別向船艉的左舷和右舷方向發(fā)射和接收超聲波（六波束），測量船艉左右方向的移動(dòng)速度。

多普勒計(jì)程儀系統(tǒng)一般由主機(jī)柜、主顯示器、水下?lián)Q能器基陣、水門閥組件、接線盒以及電源箱組成，按功能分成五個(gè)子系統(tǒng)：發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、波形發(fā)生及信號(hào)/數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。

借助多普勒計(jì)程儀，可以實(shí)現(xiàn)船舶綜合導(dǎo)航，這對于潛艇長時(shí)間水下航行時(shí)推算位置具有重要意義。

3.2.2 聲相關(guān)計(jì)程儀

二十世紀(jì)七十年代后期，美國通用電氣公司提出了聲相關(guān)測速的理論，利用空間相關(guān)方法測量水中載體速度，研制了中等深度的ACL樣機(jī)。八十年代后期，美國RDI公司采用空間相關(guān)的方法研制了75kHz ACCP樣機(jī)和大深度22kHz ACCP樣機(jī)。英國Marine Acoustics Limited公司21世紀(jì)初開發(fā)了中等深度的聲相關(guān)計(jì)程儀。國內(nèi)從20世紀(jì)90年代開始研究聲相關(guān)測速技術(shù)，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所等單位，目前處于樣機(jī)階段，還沒有成熟的產(chǎn)品。

聲相關(guān)計(jì)程儀是一種絕對計(jì)程儀，具有測量精度高、能夠測量絕對航速、航程以及船舶橫向移動(dòng)速度等優(yōu)點(diǎn)，除具有多普勒計(jì)程儀的優(yōu)點(diǎn)外，還兼有測深儀的功能，可以測量水深。根據(jù)不同的測速目的，相關(guān)測速聲納可以分為“聲相關(guān)流速剖面儀”（ACCP：Acoustic Correlation Current Profiler）和“聲相關(guān)計(jì)程儀”（ACL：Acoustic Correlation Log）。

聲相關(guān)計(jì)程儀分為時(shí)間相關(guān)計(jì)程儀和空間相關(guān)計(jì)程儀兩種。時(shí)間相關(guān)計(jì)程儀原理是在運(yùn)動(dòng)方向上放置兩個(gè)位置固定的接收基元，這樣相關(guān)矢量固定，只要找出相關(guān)最大值對應(yīng)的相關(guān)延時(shí)，就可以利用公式（4）求出航速值?？臻g相關(guān)計(jì)程儀原理是利用多個(gè)接收基元組成一個(gè)接收陣，發(fā)射基元發(fā)射兩個(gè)具有固定延時(shí)的相同信號(hào)，在固定相關(guān)延時(shí)的前提下對相關(guān)矢量進(jìn)行搜索，從而得到航速。

聲相關(guān)計(jì)程儀通常由電子柜（包括發(fā)射系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、放大器、相關(guān)處理器等）、換能器和顯示器組成。工作頻率常用22kHz、75kHz等，換能器陣一般由幾十個(gè)均勻分布的接收陣元組成。

3.3 風(fēng)速風(fēng)向測量

國外將超聲波應(yīng)用于測量風(fēng)速風(fēng)向的研究起步較早，上世紀(jì)八十年代初意大利G.C.Aprilesi等人研制了超聲波風(fēng)速儀的原理樣機(jī)，目前技術(shù)比較成熟，產(chǎn)品較多，如芬蘭的VAISALA、英國的GILL公司產(chǎn)品。由于技術(shù)封鎖、保密等原因，國外超聲波產(chǎn)品技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段不清楚。國內(nèi)近年來也開始這一領(lǐng)域的研究，處于原理樣機(jī)到工程樣機(jī)階段，實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品不多，投入實(shí)用還有很多實(shí)際問題需要解決。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量原理包括超聲波速差式測風(fēng)法和超聲波漩渦式測風(fēng)法兩大類。其中，超聲波速差式測風(fēng)法可以分為時(shí)差法、相位差法、頻差法等，國內(nèi)常用脈沖聲時(shí)法（即時(shí)差法）。超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器是傳統(tǒng)風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)/螺旋槳旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速風(fēng)向傳感器的理想替代產(chǎn)品，具有精度高、體積小、重量輕、無磨損、堅(jiān)固耐用、無啟動(dòng)風(fēng)速限制、使用簡便等特點(diǎn)。

對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，國外產(chǎn)品技術(shù)比較成熟，精度較高。英國Gill公司超聲波風(fēng)速儀與美國YOUNG公司的三軸風(fēng)速儀進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明超聲波風(fēng)速儀的誤差在2.5%左右，加入溫度補(bǔ)償模塊后誤差降低到0.03%左右；據(jù)某氣象局使用對比，某型超聲波測風(fēng)儀測量的風(fēng)速值比自動(dòng)站測風(fēng)儀的風(fēng)速值低20%，兩種儀器風(fēng)速的日變化規(guī)律與氣候變化規(guī)律基本一致。

3.4 溫度測量

根據(jù)時(shí)差法求出風(fēng)速后，可以由C=L（1/t1+1/t2）/2同時(shí)求得超聲波波速。而大氣中的超聲波波速為：

其中e為水汽分壓，P為大氣壓，單位均為百帕，T為絕對溫度，單位為開爾文。不同溫度下的e值可以根據(jù)計(jì)算公式算出。因此由超聲波的波速即可計(jì)算得出相應(yīng)的溫度值。目前市場上已經(jīng)有利用超聲波測量溫度的產(chǎn)品出現(xiàn)。

4 發(fā)展展望

筆者認(rèn)為超聲波技術(shù)在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用前景極為廣闊，發(fā)展方向如下：

（1）從超聲波在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用來看，隨著技術(shù)的進(jìn)步，將來超聲波在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛和成熟，在船舶航行安全中發(fā)揮重要的作用。表現(xiàn)為現(xiàn)有應(yīng)用的研究更加深入、技術(shù)更加成熟、測量精度更高、性能更佳；逐步拓寬到目前未知領(lǐng)域的應(yīng)用。

（2）從航速測量設(shè)備發(fā)展角度來看，一是采用超聲波技術(shù)的設(shè)備將起主導(dǎo)作用，傳統(tǒng)的水壓式計(jì)程儀和電磁式計(jì)程儀將逐步退出，多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀逐漸成為主流產(chǎn)品；二是聲相關(guān)計(jì)程儀無疑是最具發(fā)展?jié)摿?，將是各國重點(diǎn)發(fā)展的方向；三是聲相關(guān)計(jì)程儀具有測量水深的功能，在高端應(yīng)用（如大船、作戰(zhàn)艦艇、潛艇等）中有替代測深儀的可能。

（3）從產(chǎn)品的軍事用途來看，多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀在軍事領(lǐng)域的作用尤為突出，可以配合慣導(dǎo)實(shí)現(xiàn)潛艇長時(shí)間水下遠(yuǎn)航導(dǎo)航，是今后研究的重點(diǎn)課題。從探測方式上講，測深儀、多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀均屬于主動(dòng)式聲納，容易暴露己方目標(biāo)，今后隱蔽性能的改進(jìn)將是研究的一個(gè)重要方向。

（4）從換能器的技術(shù)發(fā)展來看，換能器的材料、工藝等技術(shù)研究活躍，包括新材料水聲換能器、新結(jié)構(gòu)、新機(jī)理水聲換能器、新型水聽器技術(shù)、寬帶換能器技術(shù)等方面，換能器性能有很大的提高，如矢量水聽器、光纖水聽器，從而提高設(shè)備的可靠性和精度。

（5）在風(fēng)向風(fēng)速和溫度測量方面，國內(nèi)研究方興未艾，目前技術(shù)及產(chǎn)品還不夠成熟，隨著研究的深入，在測量理論、測量精度、產(chǎn)品實(shí)用性等方面將會(huì)取得突破，不斷有成熟的應(yīng)用產(chǎn)品出現(xiàn)，逐漸替代傳統(tǒng)的風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)/螺旋槳旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速風(fēng)向傳感器。

5 結(jié)束語

本文簡要介紹了超聲波技術(shù)及其在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用情況。隨著技術(shù)的進(jìn)步，在航速測量方面水壓式計(jì)程儀和電磁式計(jì)程儀將逐步退出，采用超聲波技術(shù)的多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀逐漸成為主流產(chǎn)品，特別是聲相關(guān)計(jì)程儀，其發(fā)展?jié)摿O大，并有替代測深儀的趨勢。在風(fēng)向風(fēng)速和溫度測量方面，隨著研究的深入，國內(nèi)將不斷有成熟的應(yīng)用產(chǎn)品出現(xiàn)?？梢灶A(yù)見，將來超聲波在導(dǎo)航設(shè)備中的應(yīng)用會(huì)更加廣泛和成熟，對船舶航行安全起到十分重要的作用。

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