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- A& [; w. u3 y& Z9 W9 [: d! k0 R 大家好，我是南南
" A1 C$ n! C* J# R& E6 [ 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
4 J: b- R$ _! p ]+ S! V 测深原理
+ n/ E+ L( R8 a" C# |; B 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 
" o, l M% g) g! r: R8 w 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
& i3 h, H( p! t& k# ]1 r 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 1 k g8 s; o; q4 Y9 ?5 T
 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
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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。  + \, B k T; g# y! A
测深优势
$ }, `. d. y- J) |0 _# y 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？
% C5 b1 p l. F8 F3 W! @  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。
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 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。
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 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
3 r. X/ _3 R( b5 I4 } 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）  : {2 x* W2 `% j# }; G2 d' |
主流厂家4 N6 v" x% i1 l- j
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。
" N: A" ~. s: y$ r 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。 ( D2 j3 ?2 d3 z7 o: }) \( E$ @
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。
0 u3 F2 e; T8 k 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）
' M) q3 t" _8 z/ ]( \( E  最让我佩服的是脑洞真他喵的大
4 Z' F6 e2 _/ E  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
/ i4 V: `8 \# {! V 测深数据6 s* m7 j0 e2 ^% P% n* d
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。  6 {0 R5 Y5 P% _: X: S4 v7 K% W
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 . u/ i5 O4 W1 E4 i
 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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