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/ E9 \. n1 e. @9 b) p 大家好，我是南南 - m3 h" ~ s: J3 q5 ^8 ^9 \
今天来给大家科普一下可能是海洋测绘用的最多的仪器，单波束测深仪
5 B$ D( n) Z# t9 @, m7 x 测深原理& T; y+ L0 b- e z \4 x8 k
和其他水下测量设备一样，单波束测深仪的原理也是通过声呐进行测深 但是声波是扇形的，能量过于分散，我们测深需要的是水下一个点的数据，所以需要把声波的能量集中发射，最好是一条直线，就是下面这个样子 
7 h+ D* ]! @* q5 p 所以就用到了波束干涉原理，通过调整不同阵列单元信号之间的参数，使得某些角度的信号增强，而另一些角度的信号相互抵消，这样就形成了我们需要的波束
3 Z4 B$ Z2 T4 u/ T4 P( S* M+ W d 当然这些具体的是稍微有点复杂的，详细了解的同学可以看看阵列信号处理相关的资料来学习一下
. W7 o6 u2 O2 y0 v0 O  当然这个波束他不能无限缩小到一个直线，始终是一个扇形且具有一定开角的波束，这个角就是波束角，理论上他的角度越小，测深仪精度越高。 因为波束打到水底是一个圆斑（有些人也把他叫做脚印），通过这个圆斑内有限面积的回波来计算这个圆斑的水深。 一般国产主流价位（三四万）的单波束开角多为5°-7°，在20m的水深范围下，波束角为7°，圆斑的直径将达到2.5m；波束角为5°，圆斑的直径将达到1.7m
, x, {$ J- Q! _% _7 p 通过上述原理我们就可以得到一个水深点（大致）的深度，如果再在这个测深仪上门接一个RTK来获取GNSS数据，那么就可以得到水下的三维坐标。 
* ~: Y/ o' L) I4 f 测深优势
7 {" X6 n& l. @$ ?* m5 u 测深仪相对传统的船上拿RTK戳水下的在精度上有绝对优势吗？ 0 p! _, M- Q; _7 R+ J
 我觉得并不见得，由于声速在水中受到温度盐度和压力的影响，不同水深的声速也不一致，当然考虑到声音在水中一般1500米每秒的速度。在内陆50m以内的水深中基本可以忽略不计就是了。
$ V. W& `% A1 h; o7 h" c  在入海口和死水深的水域（矿坑）误差就会有点点大，需要用声速剖面仪器（贵的一批）来修正数据，当然这种地方正常人也只能用测深仪来测。
, Y, L9 M% C) i4 n* N4 [  当然测深仪最颠覆的一点是效率，在水下开机就开工作采集数据，在船上或平台上沿着一条直线移动时，它会连续地发射和接收声波，从而得到一系列的水深数据点。这些数据点组成了一条测线
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理论上，只要我船开的够快，我测的就有多快，直接效率起飞（只要回波质量可以就随便开）  9 k4 A! E3 Z9 j5 u/ d, U
主流厂家
. A+ N7 Q, ]& u" ? 国内做测深仪这种海洋装备的厂家挺多的，除了传统测绘仪器御三家南方测绘，华测导航，中海达以外。
* Y; p, O9 @! ?% m 还有专耕海洋测绘的海卓同创，无锡海鹰、星天海洋等，不过除了海鹰以外其他两家好像都不看得上单波束这点市场，专注做高端的多波束。 - D$ N9 B: W9 y5 |) a e' Z8 h/ N7 M
性能嘛国产单波束只能说满足绝大部分要求，测量范围多在五百米以内，很少有超过千米的；而且测浅水（1m以下）感觉一般般。
* B c8 i' T0 B 玩的花还得看我们海洋产品的老大Kongsberg，不仅测深范围达到3000m（不知道是不是吹nb） 7 k1 A! _4 p# N7 ?
 最让我佩服的是脑洞真他喵的大
5 L) }& z3 l* `, F  焊个架子搭载八个单波束测深仪，什么多波束测深仪青春版
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测深数据9 }5 R- T& K* T1 |% w# S
现在各家测深仪后处理基本都是一套流程，由于测深数据是一条条测线，各家通过自己算法过滤掉大部分假水深。  8 g+ x4 i/ S7 a! k& y
然后手动将部分算法未过滤掉的假水深修正到正确的水深线上，然后通过间距采点来导出水底高程点数据
0 \9 y/ q) t2 ^/ V# N7 Y  最后导出数据，没什么可说的，说不定二十年后也这样，或许集成个AI让他一键处理？
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