多波束系統(tǒng)介紹

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多波束測(cè)深系統(tǒng)，又稱為多波束測(cè)深儀、條帶測(cè)深儀或多波束測(cè)深聲吶等，起初的設(shè)計(jì)構(gòu)想就是為了提高海底地形測(cè)量效率。與傳統(tǒng)的單波束測(cè)深系統(tǒng)每次測(cè)量只能獲得測(cè)量船垂直下方一個(gè)海底測(cè)量深度值相比，多波束探測(cè)能獲得一個(gè)條帶覆蓋區(qū)域內(nèi)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的海底深度值，實(shí)現(xiàn)了從“點(diǎn)—線”測(cè)量到“線—面”測(cè)量的跨越，其技術(shù)進(jìn)步的意義十分突出。

多波束系統(tǒng)的核心介紹

測(cè)深系統(tǒng)的換能器基陣，由發(fā)射聲信號(hào)的發(fā)射陣和接收海底反射回聲信號(hào)的接收陣組成。發(fā)she器發(fā)出一個(gè)扇形波束，其面垂直于航跡，一般開角為 60°～150°，航跡方向的開角約為0.5°～5°。接收陣接收海底回波信號(hào)，經(jīng)沿時(shí)或相移后后相加求和，形成幾十個(gè)或者數(shù)百個(gè)相鄰的波束。航跡方向的波束開角一般為1°～3°，垂直于航跡的開角為0.5°～3°。組合發(fā)射和接收波束可得到幾十個(gè)或幾百個(gè)窄的測(cè)深波束。換能器基陣可以直接裝在船底或在雙體船上拖曳。為了保證測(cè)量精度，必須消除船在航行時(shí)縱橫搖擺的影響，一般采用姿態(tài)傳感器進(jìn)行姿態(tài)修正。

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影響多波束系統(tǒng)精度的因素有哪些

1 時(shí)延校準(zhǔn)

多波束時(shí)延誤差主要包括三個(gè)方面，定位設(shè)備與測(cè)深系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延、波浪運(yùn)動(dòng)與測(cè)深系統(tǒng)間的時(shí)延、羅經(jīng)與定位設(shè)備間的時(shí)延，后兩種產(chǎn)生的時(shí)延誤差相對(duì)較小，因此，在通常的測(cè)量中只考慮定位時(shí)延即可。在校準(zhǔn)時(shí)，選取在有突起的巖石、疏浚航道等有地形起伏的水域，采用同線同向不同速度穿越目標(biāo)，根據(jù)二者位移與速度之差求取時(shí)延，通常高船速可為低船速的二倍。

2 橫搖偏差校準(zhǔn)

橫搖偏差是指多波束換能器在安裝過程中產(chǎn)生的橫向角度偏差，導(dǎo)致的水深測(cè)量值誤差會(huì)隨其離開中央波束的夾角增大而增大。由于其他誤差均是垂直向誤差，因此建議首先校準(zhǔn)橫搖誤差。校準(zhǔn)時(shí)，選取海底平坦的海區(qū)，采用同線反向同速度各航行一次，反復(fù)計(jì)算，直至兩個(gè)海底平面重合位為止。

3 縱搖偏差校準(zhǔn)

縱搖偏差是指換能器縱向安裝偏差所引起的沿航跡前后向的位移。在校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)選取航道邊坡等地形變化較大的水域進(jìn)行，采用同線反向同速度穿越目標(biāo)，調(diào)整縱搖角度使疊加在一起的兩組圖形重合，計(jì)算出縱搖角度。

4 艏搖偏差校準(zhǔn)

艏搖是指在平面上由于角度便宜所引起的平面上的相應(yīng)水神殿坐標(biāo)位置的偏差。艏搖偏差對(duì)邊沿波束的定位產(chǎn)生影響，且隨著深度增加而增大。在校準(zhǔn)時(shí)，選取航道邊坡或其他陡砍，同向同速距離覆蓋寬度的2/3倍布設(shè)兩條測(cè)線，調(diào)整YALL值，獲得艏搖偏差角度。

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