多波束系統(tǒng)介紹

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多波束測深系統(tǒng)，又稱為多波束測深儀、條帶測深儀或多波束測深聲吶等，起初的設計構(gòu)想就是為了提高海底地形測量效率。與傳統(tǒng)的單波束測深系統(tǒng)每次測量只能獲得測量船垂直下方一個海底測量深度值相比，多波束探測能獲得一個條帶覆蓋區(qū)域內(nèi)多個測量點的海底深度值，實現(xiàn)了從“點—線”測量到“線—面”測量的跨越，其技術進步的意義十分突出。

多波束系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

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由于多波束的測量成果需要在地理框架下表達，因此波束在海底投射點的位置計算便成為多波束數(shù)據(jù)處理的一個關鍵問題。波束在海底投射點位置計算需要船位、潮位、船姿、聲速剖面、波束到達角和往返時間等參數(shù)。

計算過程包括：

①姿態(tài)改正。橫搖直接影響波束到達角，對于補償性多波束系統(tǒng)，船體的橫搖在波束接收時已經(jīng)得到改正；對于無補償性系統(tǒng)，通過擴大扇面角來實現(xiàn)回波的接收?？v搖大小到一定的程度時，海底投射點深度和平面位置的計算也必須考慮其影響。

②根據(jù)波束到達角、往返時間和聲速剖面，計算波束投射點在船體坐標系下的平面位置和水深。

③根據(jù)航向、船位和姿態(tài)參數(shù)確定船體坐標系和地理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，并將船體坐標系下的波束投射點坐標轉(zhuǎn)化為地理坐標。

④根據(jù)船體坐標系原點與深度基準面之間的關系，將船體坐標系下的水深轉(zhuǎn)化為海圖深度。

多波束系統(tǒng)的探測目標機制

多波束是一種測深工具而并非成像系統(tǒng)，無法直接在記錄紙上進行打印，必須先構(gòu)建數(shù)字地形模型(DTM)，再根據(jù)DTM構(gòu)建地貌影像圖，從而能夠反映細微的地形起伏所導致的坡度和坡向變化；此外，多波束的中央波束探測效好，邊緣波束效果差；多波束采用三維可視化的方法進行目標判斷，在3D GIS系統(tǒng)中可以直接提取目標物的平面位置和高度，還能夠從不同的角度進行觀察，便于掌握目標物的形狀特征。但是，除非我們在進行測深的同時采集反向散射強度信息，否則我們無法得到與目標物的底質(zhì)類型相關的信息，因此，多波束比較適合于沉船或者管線等容易根據(jù)形狀進行判斷的目標。

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