多波束测深系统很复杂？了解这些你也可以使用它测量水深

5 U# [7 I. ], l0 Q- m9 r% H6 Y% X

一般水深测量的方法有：测深重锤测量、 单频单波束测深、双频单波束测深、多波束测深、机载激光测深。多波束测深系统具有测量范围大、速度快、精度和效率高、记录数字化和实时自动绘图等优点。相比单波束系统，多波束设备很多，系统较为复杂，不易上手，但随着社会建设的快速发展，多波束应用越来越广泛，人才需求缺口也越来越大，掌握多波束系统无论在工作竞争中、工资提升上都会大有裨益。

2 o+ r& k( ~" k: d8 S/ R2 u. B% t

1 Z/ f9 R/ ?: K( d# ^) E

多波束测深与单波束测深的比较

多波束系统是由多个子系统组成的综合系统，对于不同的多波束系统，虽然单元组成不同，但大体上可将系统分为：

, p' W0 a8 ]% V# N" d# Z5 p

+ G! n4 t8 n+ G9 y( y1 V2 [

1、多波束声学系统（MBES）

5 x: ?8 G# l* c2 R

' S+ {5 |' ?6 Q. w0 a

2、多波束数据采集系统（MCS）

1 f2 D8 r6 Z- u4 w5 d

* V" K4 n3 ~0 g! Z

7 d+ Q8 p- R& h

3、数据处理系统和外围辅助传感器

/ H4 t% L& j6 H7 r/ v

多波束系统组成

* k; e. C: u q6 t4 u( y: k4 ]

* j. v0 E' B* j9 e) i

例：Seabat 8125 多波束测深系统系统的技术指标

0 s8 m# U. o8 X3 T- c

, G/ C9 w4 y0 Q) [1 T

' k8 j2 ]) c7 k9 e" n: I7 j" Y

下面说一下多波束系统的操作

1、系统的安装校准

$ C: [! N9 @' D

Seabat 8125系统是一套多传感器系统，它同时接收多波束、DGPS、GYRO、DMS等四种传感器信息，因而，各传感器时间同步性、传感器安装位置、传感器本身的安装角度及偏差对8125测量精度均会产生影响，因此在正式测量前需要对这些偏差进行校正。校正的依据是通过标定试验，确定偏差校正参数，输入Caris后处理软件以对测量数据进行校正。8125系统的标定有四种，分别是时延（Latency）、纵偏（Pitch）、艏偏（Yaw）和横偏（Roll）标定。

& Y) a* j" h3 |) A, B% _+ C

（1） 时延标定

' Y) I6 }3 K. k( v, m9 L

时延标定的目的就是对各种传感器与多波束传感器（声纳头）的时间同步性进行检测，标定结果输入数据处理软件，对测量数据进行校正。时延主要对GPS而言。标定方法：走一线二次同向，二次航速相差一倍。

3 b! w- J: u4 b3 K: E

& y0 f! [% m V, A7 y7 B b" g

（2） 纵偏标定

1 c: @- x) J) E n# [

3 ~0 @2 M$ D# v g% A/ M3 ?- d% N$ M

纵偏标定是对多波束传感器的安装纵偏进行检测，标定方法：走一线二次反向，二次同速。

5 S- }8 i7 Z4 M0 K7 N

（3） 艏偏标定

8 F9 s1 t9 G% |3 j3 ?

, [ E7 S/ s' K% R# r9 _5 C

艏偏标定是对多波束传感器的安装艏偏进行检测，标定方法：走平行的二条线，反向，同速。

( c! V) I% ^; K+ {

（4） 横偏标定

* E7 @( s1 N5 u$ h. D* X

' _6 z. e& Z s

横偏标定是对多波束传感器的安装横偏进行检测，标定方法：走一线二 次反向，同速。

0 b; s5 g, ?0 X) Y

8 b, n- J: G7 z8 P; b! K6 w) B% H

2、系统的操作

7 Q/ I) ~; I* z4 G# ]4 F2 `

5 s$ g" `* M/ S/ s. ~

系统运转时，DGPS实时动态（RTK）地测定安装在船上的GPS天线的平面位置；GYRO（电罗经）实时动态地测定船艏与真北方向的夹角；按专用声速剖面仪提供的水体声速，81-P处理器可计算出同步声纳点的水深；主控计算机即可计算出水底各测点的X、Y、Z坐标。

5 H, M$ m9 w0 k) u. [$ p( D0 G3 _ e# a% N

6 V* l) {* r" j p- O; q* J

外业测量前，要对测区状况，尤其是测区范围、水深等有所了解。测量设计在室内完成；根据测区水深及其变化、探头安装角来确定测线间距。根据水体深浅，测线间距也稀疏有别。外业实测中，测船原则上跑纵断面，以避免深水与浅水的突然过渡引起的测带不重叠；另外，根据DGPS导航信息，测船应沿预置测线航行，以确保测区各测线100%的覆盖。

( v2 z8 i7 p5 o7 G" P& G

' t' a, X. {+ v* I" p" R

9 S& }1 d* \7 Y( |4 F- E

. B; t- s L* F

启用8125时，系统可自动采集到各点水深，在81-P彩色显示屏上通过调节增益、功率及范围等来监视同步声纳点数据的质量，同时，在主控计算机中，可监视船体与测线之间的关系、测区等深线的变化及81-P彩色显示屏与主控计算机显示屏之间同步声纳覆盖域内各相应测点点位的同一性关系等。数据采集后，为检测测线数据的采集质量，6042可支持计算机对待检数据进行回放。外业工作结束后，即可利用Caris软件进行数据的处理与成图。如果后处理量不大，可在现场成图。

3、多波束测深数据的处理

8 }; {. }8 ~6 x: B9 l( ^

采用水文信息处理模块（HIPS）进行处理。首先对已采集的数量巨大的深测数据进行清理，剔除错误和受干扰的数据，然后对数据进行计算、描述和制图。HIPS生成的图件类型有：测深数据图、水深等值线图、三维数字地形模型（DTM）图、彩色水深图、彩色地形阴影图等。建立DTM图后，可随意取两点，自动生成断面剖面图，也可通过定义一个基准面，自动计算出基准面上方或下方的体积（方量）。其工作步骤如下：

+ m; t+ H( p' A

① 设定船配置文件

+ B1 [2 E- K! \6 r

. |+ ^) q! u3 ?) v F

该文件将直接影响出图的质量与正确性。它主要包括参考点的选择，以及探头、运动传感器、GPS天线、电罗经等设备的位置偏移，时延、波浪补偿参数的确定（其中某些参数要由标定来确定）。

/ j/ w. R H9 V6 {. K

- C6 [! S, ^+ \. d8 Y5 w1 [

7 L2 }$ z) E: L, C

② 数据清理。包括线模式和子区模式下的数据清理。

: F, r% x+ K# e

; L1 q9 r1 t: b- i* l( C0 \0 z

③ 坐标转换。由于GPS接收的坐标为WGS84国际坐标系，且HIPS中的数据是以经纬度存储的，因此在出图时必须进行坐标转换。

8 T+ p4 D2 k1 O: n: _1 p- Q: w$ g

④ 生成DTM数字地形模型，输出各种需要的图形成果。

7 z3 g" O; I R0 B

举报/反馈

3 T9 t6 I6 i* c3 S1 V

1 T! d6 w; z! b7 u: i0 @1 g& T/ s # ^/ r, J* I. E, p. B J/ m ( b$ O1 S. V \3 b d3 i ! _" |+ H# y# z _+ @