多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究

多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究

李行 1 徐俊洲 2

交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心上海市杨浦区 200090

摘要：海洋测量是所有海洋开发活动的基础，海底地形测量是海洋测量中最重要的基础任务之一，在现代科学技术的介入和基础上，海底地形测量技术迅速发展，目前世界各地海洋国家与海洋测量有关成为重要的研究领域，前所未闻的高科技测量手段相继出现，多束侧心就是当今世界测量海底地形最先进技术手段的杰出代表。

关键词：多波束测深系统；现代海洋测绘；应用；

前言：多波束测深系统是一个复杂的海底地形系统，由多个传感器组成，目前通常是，在动力水文测量船上进行的多波束探测比其他测量复杂得多。多波束探测的结果取决于各种因素和限制，影响多波束点深度和平面位置的主要测量方法。

一、技术原理

多波束测深系统的工作原理是声波，利用发射极变换器阵列向海底广泛发射的声波，利用接收模块接收窄波束的声波，一次探测后，通过发射、向各部门发出正交信号和适当处理这些痕迹，可以探测到海底的辐射痕迹。可以在垂直平面上设定100%的上限，以精确快速测量尺寸的变化，海底目标的形状和位置定宽，更可靠地描述海底地形的三维特征。在分析了多波束测深可能造成的各种重大和系统性差异之后质量控制方案。包括多波束测深数据的收集处理、取得结果、接收和评价，以便尽可能查明。考虑到多波束探测的全部范围的特点，在检查过程中还可以合理地确定深度误差。以地形变化指标为基础的具体深度，对多波束探测结果的质量控制和检查在基本单位是很难解决的。与单波束相比，多波束数据的严重和系统性偏转问题，但另一方面，可以解决单射线探测的质量问题，如果与多波束探测有关的各种定性问题得到解决，那么这些质量问题只有在以下情况下才能有系统地解决，将查明和查明多波束测深可能产生的许多严重和系统性的偏差。多波束测深系统将在获取未来海底地形资料方面发挥主导作用，这将有助于加深和加深对多波束测深和硬件系统工作概念的理解。并在测量过程中严格遵守操作要求，查明并尽可能解决来源数据的质量问题，处理和应用多波束测深数据。

二、多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用

1.测量实施。在使用任何斜角对诸如悬崖地形、水下建筑物等盲区进行初步安全测量时，在安装可以在没有任何校准的情况下有效地测量水下悬崖的深度。测量倾斜时，测量的船只可以从水下岩石中除去。地形测量具有很高的分辨率，这项计划的目的是要对沉船在水中的位置和形状进行精确和精确的测量。三维模型和三维云图的若干点给出的，分别，一艘沉船的三维形态分布海丘数据收集方案对沉船的大小和高度进行了精确的评估，并提供了支持。在这一点上，可以通过三维地形图来确定其他物体，例如水下的珊瑚礁。水下空间物体的大小，除水深测量功能产生的水下地形外，还可根据图像确定水下目标；根据图像功能，从侧面扫描获得的数据，多波束海德尔多波束测深系统可以精确的地形测量和精确的侧面图像区分。这些功能可用于对沉船、珊瑚礁等进行勘探，并对水下设施的破坏进行彻底的研究，例如如大坝。由于多波束MS200系统在海山上使用高度精密的光纤仪器，无法校准，有效地将各种不同模型的测量结合起来，从而能够通过倾斜和测量数据实现航道数据的无缝合并。分析的过程和测量结果，在海丘个主要试点项目进行，得出结论传统的多波束盲区测量可以通过倾斜的安装测量得到解决。这是传统上由多波束测量的，主要侧重于对悬崖地形、水下结构和浅滩的低效率测量，一个完整的校准失败，可以有效地减少多波束测量的负荷。根据倾斜和常规模型测量得出的数据证实，综合多波束测深系统测量的结果在水下通道，可以在没有校准的情况下进行。在进行地形和地貌测量的同时，还可以有效地改进各种水下活动的探测和评价。实验表明，在对水下物体进行多波束地形测量和对水下侧扫描图像进行探测的过程中可以对潜艇、珊瑚礁等的破坏情况以及三维云图进行仔细研究。

2.测量误差。横摇偏差测量船只的偏差：轴旋转，有时甚至横摇偏差。也被称为振幅偏差或横摇角。由于缺乏精确校准的船舶坐标系统和陀螺罗盘，而且由于测量船舶坐标系统时系统误差的影响，在多波束方向刘出现了偏离船舶航向的现象。什么是传播误差可能更大，因为横摇与海底坡度增大。纵摇偏差表示纵摇角在垂直航向轴周围旋转多波束发射面。由于多光束在平行航向方向上的宽度非常小，其作用是可以忽略。另一种选择是使用传感器测量纵摇偏差。不准确的纵摇传感器坐标系统校准可能导致垂直振动传感器的误差。实际波束向前或向后的方向，这不仅影响确定垂直水深的准确性，但在平面上的坐标位置。横摇偏差是导致多波束系统误差的重要因素，这直接影响多波束系统的斜波束方向。修正方法主要包括实时机械校正，电子实时修正或加工后修正。如果在航速0.01秒时发生位移误差，则测量航向偏差。此误差不取决于深度，也不取决于几何。要计算声学测量范围。射击信号必须知道在水中的声音速度。更好地了解声速在声速。事实上，通常只有一个声速测量，在这种情况下，在声任何点的声速预计不会随着时间和空间的变化而改变。音速误差可以说明。在两种情况下，一种情况下，声音的速度是错误的，但声音轨迹没有改变，另一种情况是声音的速度不正确，但音轨的变化使测量到的压缩或海底扩展到刘海边缘。当热跃迁层比较强时，会产生更大的影响。为了消除这种误差，必须掌握关于温度准确信息。由于水深系统固定在船体上，以波浪向上和向下测量船只的振动，因此在时间间隔内海水密度为单位，因此，深度值添加到波动。当垂直定位系统的精度达到厘米的水平，这一错误可以通过控制垂直坐标来纠正；此外，可以增加潜水补偿器的尺寸，以监测船只的沉陷情况。否则，此误差将对测量值产生重大影响。此外，它将对长期连续测量产生重大影响。

3.多波束测深测量结果质量评价指标同单射线测深结果一样，对多波束测深结果进行定性评估的指标首先包括与不同深度相应的深度误差，其次是统计数据。主要与控制线交叉点之间的差异数据，根据这一数据，超过极限点不应超过总数的15%。为了用一个光束测量深度，测量精度的主要方法是用表格根据测深线的分布式特性测量。数值的本质是指各种动力因素对海洋环境的综合影响，如降水、潮汐、声速和温度。即多波束测量精度，除上述以外，在数据收集、数据处理、结果采集等不同阶段可以进行独立核查，以确定是否有声谱线在选定的测深带上弯曲。在海底和周围地区存在的断裂现象；作为一个地形等这就是为什么多波束探测的结果检测系统误差。多波束探测的结果还应包括对单个测深带、邻近测深带和深度的评估，以符合下列条件他们的特点。

结论：多波束测量技术在获取海底未来地形数据方面起着关键作用，必须加强误差分析，多波束测量中发现的多波束校正问题特别重要，因为在测量过程中必须严格遵守操作要求。并从来源的角度确定数据质量问题，多波束测量误差分析有助于更好地评估多波束测深技术，并确保数据的可靠性，数据质量具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]赵景阳，欧阳永忠，等.利用BP神经网络剔除多波束测深数据粗差[J].武汉大学学报（信息科学版），2019，44（04）：518-524.

[2]马卫明，许坚，等.一种多波束声速剖面反演与海底地形校正技术[J].武汉大学学报（信息科学版），2019，44（04）：525-531+600.

[3]刘佑喜，周兴华.多波束声线跟踪改进模型研究与分析[J].浙江水利科技，2019，47（02）：45-48