多波束测深系统在西江测量的质量控制
多波束测深系统测量技术管理规定.doc
多波束测深系统测量技术管理规定（暂行）广东省水文局2017年9月1日前言为规范多波速测深系统在水文测验中的应用，保证该类仪器设备在水文测量中数据采集精度和资料处理质量，满足我省水文行业工作的需求。
根据国家和水利行业有关规范及规定要求，结合我省水环境特性和多波速测深仪器设备的具体配置情况，特制定《多波速测深系统测量技术管理规定》，供我省水文系统在进行水文测量时遵循和执行。
各分局在使用过程中如发现需要修改和补充之处，请将意见和建议反馈站网管理处，以便改进和完善。
本规定共九章，主要内容有：●总则●引用标准及依据●一般要求●技术设计●测量●数据处理●技术总结●检查验收●资料上交本规定主编部门：站网管理处本规定批准单位：广东省水文局目次1 总则错误!未指定书签。
2 引用标准及依据错误!未指定书签。
3 一般要求错误!未指定书签。
3.1 多波束水深测量的任务和目的错误!未指定书签。
3.2 多波束水深测量的基本内容 33.3 水深测量精度控制标准 43.4 定位精度控制标准 53.5采用基准 64 技术设计74.1 项目概述74.2 已有资料情况74.3 技术依据及坐标系统74.4 设计方案84.5 项目组织114.6 质量保证措施和要求124.7 成果提交及归档要求错误!未指定书签。
5 测量错误!未指定书签。
5.1 测前调试145.2 传感器的安装位置145.3 系统参数测定155.4 系统稳定性试验错误!未指定书签。
5.5 系统航行试验错误!未指定书签。
5.6 导航定位185.7 测线布设205.8 水位观测215.9 换能器吃水测定215.10声速剖面测量215.11 测线测量215.12 测量时的质量监控225.13 补测和重测246 数据处理256.1 数据处理256.2 制图267 技术总结287.1 项目概述287.2 技术依据及坐标系统错误!未指定书签。
7.3 项目投入的仪器设备错误!未指定书签。
海洋资源勘探中多波束测深技术的使用教程与数据解析
海洋资源勘探中多波束测深技术的使用教程与数据解析多波束测深技术是一种常用于海洋资源勘探的技术手段，它能够获取水深信息及海底地形的详细数据。
在海洋资源开发中，多波束测深技术的使用对于确定合适的海洋资源勘探区域、制定勘探策略以及评估资源储量具有重要意义。
本文将介绍多波束测深技术的使用教程，并对采集得到的数据进行解析，帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、多波束测深技术的使用教程1. 系统组成和工作原理多波束测深系统由船舶上的测深设备和水下激光和声波传感器组成。
其工作原理是通过水下传感器发射声波或激光束，然后接收反射回来的信号。
根据声波或激光束的传播时间和反射信号的强度，系统可以计算出水深和海底地形的数据。
2. 数据采集与处理首先，需要确定好勘探区域，并安装好多波束测深系统。
然后，船舶将沿着预定航线行驶，将水下传感器降入水中，并开始采集数据。
数据采集完成后，将数据传输到上层计算机或处理设备进行处理和分析。
3. 数据处理和解析在数据处理过程中，需要注意以下几个关键步骤：（1）数据预处理：将原始数据进行校正和处理，消除噪声和干扰。
（2）波束角和波束间距校正：根据传感器的参数，对波束角和波束间距进行校正，以确保准确的水深测量。
（3）水深计算：利用声速、传播时间和反射信号强度等参数，计算出每个波束的水深。
（4）海底地形重建：通过对水深数据的空间插值和拟合，可以重建出海底地形的模型。
（5）数据分析和应用：根据海底地形模型，可以进行资源储量评估、选址规划和勘探策略制定等工作。
二、多波束测深数据的解析多波束测深数据包含了丰富的水深和地形信息，通过对数据的解析，可以获取更多有用的信息。
1. 水深信息水深是多波束测深数据中最基本的信息，可以直接用于绘制海图、制定航线和进行港口测量等工作。
在数据解析中，需要注意水深的精确性和可靠性，对数据进行有效的预处理和校正。
2. 海底地形信息通过对多波束测深数据的地形重建，可以获得详细的海底地形模型。
浅谈提高多波束测量精度的研究和对策
浅谈提高多波束测量精度的研究和对策摘要随着国家的战略发展，海洋资源越来越受到重视，不同于陆域的测量，海洋测量需要借助精密的水下测量设备才能准确的反应海底地貌，如何更加高效、准确的测量海底地貌急需被解决。
目前多波束全覆盖测量是业内公认的测量效率高、精度高的测量手段。
全文介绍了我们在多波束测量中遇到的常见问题及解决办法，为从事海洋测绘的技术人员提供参考。
关健词R2sonic 2024、CARIS HIPS、声速异常、测量船实际导航位置与多波束测量参考原点偏差、水位改正、姿态改正一前言多波束测深系统是单波束测深系统发展过来的，与传统的单波束测量相比，多波束测深系统能在测量船航线的垂直平面内一次获取256个测深点。
实现了从“点—线”测量到“线—面”测量，测量效率大大提高。
目前我国海洋测量中的多波束系统多为进口国外设备，学习资料较少，发现问题不能及时解决，严重影响测量效率。
下面以业内使用较多的R2Sonic 2024型多波束测深系统及CARIS HIPS多波束数据处理软件为例，遇到的有关声速改正等问题及解决办法。
二多波束测量中的问题1、多波束CARIS HIPS数据处理中的声速异常问题在平坦海底测量，使用多波束CARIS HIPS软件中导入数据进行声速改正后在线模式和块模式中能明显看出波束有弯曲，向上弯曲“哭脸形”或向下弯曲“笑脸形”如图1、图2，由于两侧边缘波束上翘或是下沉，块模式下无法对相邻测线进行准确拼接，影响了多波束数据水深的准确性，这是声速异常导致的水深不准情况。
当多波束换能器的表面声速大于实际声速时呈“哭脸形”，当表面声速小于实际声速时呈“笑脸形”。
原因可能是多波束换能器的表面声速测量有误差，在使用声速剖面仪测量声速剖面时仪器有误差，导致声速改正后条带弯曲，未真实反映出海底地形，降低了多波束测深系统的精度。
图1“哭脸”形图2 “笑脸”形遇到这种问题的解决办法其一是认为多波束换能器表面声速仪有问题，手动关闭R2sonic 2024多波束控制软件自动实时测量表面声速仪功能，测量前在测区附近范围内选择较深水域使用声速剖面仪进行声速剖面测量，在电脑导出声速数据后，直接手动将多波束换能器吃水深度的声速手动输入到R2sonic 2024控制软件中。
多波束测深系统在西江测量的质量控制
多波束测深系统在西江测量的质量控制作者：黄伟亮来源：《珠江水运》2018年第03期摘要：多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中的一种非常重要的水深测量方法。
由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统，与单波束测深设备相比，其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性。
在多波束测量过程中，自然因素、仪器设备因素、人为操作因素等都会不同程度地影响测量精度。
为获取高精度的多波束测量成果，必须对整个多波束测量过程进行严密的质量控制。
关键词：多波束测深系统西江质量控制1.引言近年来，随着计算机以及卫星定位测量的高速发展，多波束测深系统的应用越来广泛，特别是在发达的欧美国家，多波束测量已经成为水下地形测量的常规手段。
我国也陆续从国外引进大量多波束测深系统，并广泛应用于江河、水库、湖泊、海洋水下地形的测量。
多波束测深系统在河道疏浚及港口、码头、桥梁工程的测量，并在抗洪抢险实时监测及溃口、崩岸监测，江岸堤防工程及险工险段水下监测，水下管线、电缆布设监测，水下工程检测，沉船、水下物体打捞搜寻等方面有着良好的应用，在国家经济建设中发挥着越来越重要的作用，对我国测绘事业的发展也有着积极的影响。
结合本人工作经验，本文将对多波束测深系统在西江测量的质量控制措施进行探讨，总结多波束测深系统在西江测量的质量控制经验。
多波束测深系统在西江测量的质量控制可以分为三个阶段，第一阶段为测量准备阶段质量控制；第二阶段为外业测量实施过程质量控制；第三阶段为多波束数据后处理阶段质量控制。
2.测量准备阶段质量控制在测量准备阶段，应收集测区已有的水文资料，并根据测区实地查勘情况及任务的要求制定周密的测量计划和多波束扫测质量控制方案，并使其贯穿整个多波束测量过程。
实施测量前的质量控制必不可少。
多波束测深系统在西江测量的准备阶段质量控制的具体内容主要包括：（1）测区查勘与资料收集；（2）多波束系统的安装校准；（3）测量船动吃水测定；（4）测线布设。
高精度水深测量的误差影响因素及控制措施
高精度水深测量的误差影响因素及控制措施摘要：水深测量是水下地形测量的重要组成部分，目前主要采用单波束测深系统、多波束测深系统和机载激光全覆盖测深技术。
单波束一次测量只能获取一个测深点，适用于中小比例尺或小区域大比例尺水下地形测量；多波束一次测量可在航行正交扇面内获得几百个测点，实现了对海底全覆盖扫测。
关键词：高精度；水深测量；影响因素；控制措施；引言水下地形测量相对于陆地测量方法,测量难度更大,其工作主要是对海底点、水库、港湾、江河、湖泊等水底进行高程和平面位置的施测,最后绘制水下地形图。
对于拦江合拢后形成的大型人工河谷水库,进行水下障碍物的测量时,选用条带式扫测系统多波束与侧扫声呐是较为有效且常用的探测方式。
1影响水深测量精度的因素1)水深测量误差。
通过测深原理可知，在水深测量作业中，对测深数据有影响的是声速和船只吃水。
测量船只通过螺旋桨转动推进，过程中势必会造成吃水变化，动吃水是系统误差和随机误差的组合。
2)测深延时效应是定位时刻与测深时刻不一致所引起的误差，后果是造成水深等深线呈锯齿状走势。
在水深测量作业中需要确定深度基准面，水位观测的精度直接影响深度基准面的确定，必须进行水位改正将水深测量的实际值转换为相对于理论深度基准面数据。
3)波浪效应对水深测量的影响。
波浪效应指测量船只受风、浪影响，引起固定在船上的换能器及全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)接收天线随船一起横纵摇动、上下浮动，不能使换能器法线始终垂直水面，进而影响水深测量点的平面位置和深度测量精确度。
4）换能器的姿态变化。
船舶横向摇摆引起换能器的姿态变化，使发射波束相对船只向左或向右倾斜，与垂直方向偏离产生误差。
2高精度水深测量2.1多波束扫测系统多波束探测系统因其高精度、方便快捷等优点在水下测深中得到广泛应用。
多波束探测系统设备结构单元包含测深设备、定位设备、罗经及运动传感器、声速剖面仪和辅助设备5个单元。
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究在时代和科学快速发展的情况下，大部分海洋航道测试都使用了具有创新性和实际性的测量技术，在这种情况下多波束系统得到了非常广泛的应用，并且取得了非常好的效果。
基于此，本文首先对多波束系统进行介绍，之后对多波束系统的实际应用和应用实例进行深入研究，希望可以通过这种方式确保海洋航道测试的准确性。
标签：多波束系统;海洋工程;相关研究多波束系统中主要利用了条带类型的测量方法，这个系统可以对海底的实际情况进行测量，而且还能精准得出海底地貌数据。
若是可以有效对这种系统进行应用，那么就能加快地形测量技术发展的速度，而且还能提升海底测量的精准程度。
1 多波束系统概述多波束与传统的单波束相比具有一定的优势，特别是在海底构造测量的准确性和实际性方面，整体提升了海底测量的实际效果，而且也节省了工程开展的时间。
2 多波束测深系统的在海洋工程测量中的应用2.1在油田调查中的应用在一般情况下进行海上油田调查时，使用的测量设备都是单波测量设备，实际的测量过程中会受到遮挡物的影响，所以整体降低了GPS的精度，而且有时也无法进行定位。
除此之外，使用这种设备很难对桩柱附近的水深进行测量，所以在进行施工时不具有安全性。
但是在进行测量的过程中使用多波束测量系统，不光具有非常高的清晰度，而且也能在一定的距离内对油井的实际情况进行了解，准确得出实际的作业情况。
目前国内大部分油田工程采用EM3000系统，这种系统能够准确测出地图实际的阴影情况，而且还能非常清楚地看出安装后的地形状态，若是在进行施工的过程中使用单波束系统根本无法达到这种效果。
采油平台阴影地形图实际情况如图1所示。
图1 采油平台阴影地形图2.2 在锚地测量中的应用锚地测量的实际内容是，利用对海底测量得出此部分施工是否可以使用锚地操作进行。
在一般情况下，锚地施工都是依靠单波束系统进行，通过这种方式得出测量区域的深度、地貌以及地质情况，但是这种方法工作量大、耗能高以及施工时间长。
如何利用多波束测深仪进行测绘工作
如何利用多波束测深仪进行测绘工作在现代测绘工作中，多波束测深仪是一种重要的测量仪器，它能够高效准确地获取水下地形信息，为海洋工程、水下资源开发等领域提供了重要支持。
本文将介绍如何利用多波束测深仪进行测绘工作。
多波束测深仪的工作原理是利用声波在水中传播的特性进行测量。
它通过发射多个声波束，经由水中物体反射回来后再接收，根据声波的传播时间和回波信号的强度变化来确定水下地形。
相比传统的测深仪，多波束测深仪具有测量速度快、测量精度高等特点。
首先，在进行多波束测深仪测量之前，需要对设备进行准备和设置。
首先，需要根据具体测量任务选择合适的多波束测深仪，不同型号的测深仪具有不同的性能和功能，要根据实际需求作出选择。
其次，需要对设备进行校准，确保测量结果的准确性。
对于多波束测深仪来说，校准的重点是调整仪器的传感器和发射器，使其能够工作在最佳状态。
在进行多波束测深仪测量时，需要注意一些技巧和方法。
首先，要选择合适的测量航线和测量间距，以确保获取到足够密集的测量数据。
根据实际情况，可以采用交叉航线或者并行航线进行测量。
其次，要根据水下地形的特点选择合适的测量参数，如发射频率、接收增益等，以提高测量的精度和可靠性。
此外，在进行测量时，还需要注意根据设备的工作要求和实际情况进行数据处理和分析，以获取准确的水下地形信息。
利用多波束测深仪进行测绘工作不仅需要具备一定的测量技巧，还需要熟悉地理信息系统等相关工具和软件。
地理信息系统是一种用于管理、分析和展示地理信息的工具，可以帮助我们对多波束测深仪获取的数据进行处理和分析。
通过地理信息系统，可以绘制出水下地形图、等高线图等，为后续的工作提供参考和支持。
多波束测深仪在测绘工作中的应用非常广泛。
首先，它可以用于海洋工程的测量和设计。
在进行海洋工程建设时，需要对水下地形进行详细的测量和分析，以确保工程的安全和可靠性。
多波束测深仪可以提供准确的水下地形信息，为海洋工程的设计和施工提供可靠的依据。
浅述多波束测深系统水下地形测量中质量控制措施与质量分析
浅述多波束测深系统水下地形测量中质量控制措施与质量分析◎ 王文胜 福建省港航勘察科技有限公司摘 要：文章针对多波束测深系统在水下地形测量中影响测量精度的因素、质量控制措施和成果数据精度评估进行了讨论。
笔者介绍了多波束测深系统的原理和应用，从质量控制措施和成果质量分析两个方面进行了详细阐述，提出了外业数据采集阶段和内业数据后处理阶段一些控制措施的方法。
在成果质量分析方面，介绍了比较分析方法对多波束系统的精度评估方法。
文章最后总结了多波束测深系统的测量精度是水下地形测量中的关键问题，通过合理的措施可以提高测量结果的准确性和可靠性，同时呼吁进一步研究和改进多波束系统，以满足不同精度要求的水下地形测量需求。
关键词：多波束测深系统；影响测量精度的因素；质量控制措施；成果质量分析水下地形测量是海洋科学和海洋工程中的重要研究内容，而测量精度控制与精度评估是水下地形测量中的关键问题。
在水下地形测量中，多波束测深系统作为一种广泛用于水下地形测量的技术，具有高效、高精度的特点，在测量过程中，能实现水深的完全覆盖，在呈现水下地貌方面能做到更准确、更生动[1]。
多波束测深系统通过同时发送多个声波束并接收反射波，能够获得多个测深值，提高测量的效率和精度。
因此，对多波束测深系统的质量控制和精度评估具有重要意义。
1.多波束测深系统的工作原理多波束测深系统是基于声学原理进行水下地形测量的技术。
它利用多个声纳传感器发射扇形波束，并接收水底反射回波信号，通过对信号的处理和计算，可以准确地获取水下地形的信息[2]。
多波束测深系统的工作原理如下：1）多声波束发射：系统中的多个声纳传感器同时发射多个声波束。
每个声波束的发射方向和角度可以根据测量需求进行调整。
2）声波传播和反射：发射的声波束在水中传播，当遇到水下地形时，一部分声波会被地形表面反射，形成回波信号。
3）回波信号接收：多个声纳传感器接收到反射的回波信号，并将其转化为电信号。
4）信号处理：接收到的回波信号经过放大、滤波、时域和频域处理等，以提取出与水下地形相关的信息。
多波束测深技术在水下探测中的应用与实践
多波束测深技术在水下探测中的应用与实践多波束测深技术是一种常用于水下探测和测量深度的技术手段。
它通过利用多个声波束同时发射和接收，能够提供高精度和高分辨率的水深信息。
在海洋勘探、海底地理调查和水下工程等领域具有广泛的应用。
本文将介绍多波束测深技术的原理和在水下探测中的应用与实践。
多波束测深技术基于声波传播原理，通过发送声波脉冲并接收回波来测量水体的深度。
传统的单波束测深技术只能提供单个测量点的深度信息，而多波束测深技术通过同时发送多个声波束，可以覆盖更大的水域范围，提供更全面和详细的水深数据。
多波束测深系统通常由多个声源和多个接收器组成，每个声源与接收器之间通常相互独立。
在测量过程中，每个声源会发送一个独立的声波束，而每个接收器会接收并记录回波信号。
通过计算回波信号的时间差和幅度差，可以确定水体的深度和底质的特征。
多波束测深技术在水下探测中具有广泛的应用。
例如，在海洋勘探中，多波束测深系统可以快速获取大范围的水深数据，为海底地形的绘制和分析提供了重要的参考。
同时，它还可以用于检测海底地质构造和海底环境的变化，为海洋科学研究提供数据支持。
在海底地理调查中，多波束测深技术可以用于勘测海底河道、港口和航道等水下地物。
通过获取水深和底质的信息，可以辅助航海和航道的规划、设计和维护。
同时，它还可以用于寻找和勘测水下管线、沉船和其他水下障碍物，为海底工程的施工提供重要的数据支持。
在水下工程中，多波束测深技术可以用于测量水下结构物的尺寸和形状。
通过测量水深和接收回波信号的形态，可以确定水下管道、海底电缆和海洋平台等结构物的几何特征。
这对于工程设计、安装和维护非常重要，可以提高工程的安全性和效率。
在实践中，多波束测深技术需要考虑多种因素以确保准确性和可靠性。
首先，声波传播速度随水体的温度、盐度和压力而变化，因此需要对这些因素进行修正。
其次，水下地形和底质的影响，以及海洋环境的噪声和杂波等也需要进行处理和滤波。
此外，多波束测深系统的配置、设备校准和数据处理方法等方面也需要深入研究和优化。
浅谈影响多波束测深系统数据质量的几个问题
浅谈影响多波束测深系统数据质量的几个问题作者：高彬都业勤来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第08期摘要:为了为海图的数字化管理及更新提供高精度的数据,在多波束测深系统的应用过程中,正确设置并校正其各个设备之间的安装误差显得尤为重要。
通过不断的实践,本文总结了影响多波束测深精度的几个问题,并采用正确的校正方法得以解决,确保数据质量。
关键词:GPS延时纵摇偏差横摇偏差艏摇偏差0 引言目前多波束系统正逐渐普及,并在海上油田井场调查、航道疏浚、港口测量、大陆架经济区勘测等领域得到广泛应用,可以进行高精度、全覆盖水深测量,实现了由线到面的飞跃。
多波束测深系统连接设备比单波束测深要多并复杂,一套多波束系统由多种设备或传感器组成,为了得到真实世界中精确的三维水深坐标必须考虑各设备间的安装误差,并通过不同校正方法改正其姿态。
本文以多波束SeaBat 8125和软件PDS2000为例,总结了影响其测深精度的几个问题。
1 多波束系统主要组成①RESON SeaBat 8125:频率:455kHz;测深分辨率:6mm;覆盖角度:120°;最大测深范围:120m;波束数:240;沿航线波束角:1°;垂直航线波束角:0.5°;最大船速:12节;最大发射速率:40次/秒。
②OCTANS光电罗经、运动传感器:真北方位精度:0.1 °;稳定时间:5分钟;纵横摇分辨率:0.01°;升沉精度:5%。
③GPS信标机④ PDS2000数据采集软件⑤HY1200声速剖面仪。
2 影响系统精度的几个问题及采用措施和校正方法水中的声速:海洋中各处的声速都可能不一样,它取决于以下三个参数:盐度变1ppt=声速约变1.3m/s;温度变1°C=声速约变3 m/s。
压力:165米深度变化的影响相当于温度变1°C。
针对参数,使用hy1200声速剖面仪测前和测后两次测量水中声速,并将声速曲线应用到数据后处理中。
多波束测量的精度控制与规范指标
多波束测量的精度控制与规范指标摘要：分析多波束测量、辅助测量的数据精度，研究其对成果水深的影响程度，结合《海道测量规范》与《多波束水深测量技术规定》中的测量等级指标以及IHO规范中对水深不确定度的定义和传播结构的介绍，建立数学模型反解出符合规范的作业环境与辅助测量数据的等级指标，为多波束测量作业提供明确的技术指标、为测量数据的质量建立更全面的评价指标。
关键词：声剖；潮汐；海况；不确定度1引言海底地形资料是海洋环境信息的重要组成部分，现阶段主要通过多波束和单波束测深系统以走航式手段获取[1]。
由于多波束测深系统在探测航行障碍物中具有足够的分辨率，如果采用合理的工作方式，该技术在准确性和全覆盖探测海底地形方面具有巨大的潜力。
目前新一代多波束测深系统的换能器标称精度与分辨率等关键指标均已达到厘米级，影响系统测深精度的主要因素已经从设备本身精度转移到了辅助测量精度以及作业组织的规范程度和成果评价的科学性、全面性上[2]。
我国现行的《海道测量规范（GB12327—1998）》对多波束测量作业过程没有质量指标的界定，其测深精度指标只简单的对分段水深进行限差界定，而最终的数据质量是否符合限差要求是通过主测线与检查测线上交点水深的内符合精度来判断，不能反映客观实际，不具备实际作业的全面指导意义，导致在进行多波束测深作业中，测量人员对作业环境、辅助测量数据没有更深刻的认识和精度的控制。
2测量限差与多波束测量等级指标目前海洋水深测量的技术指标存在较大的模糊性，对实际测量作业没有全面的参考意义。
通过对比国内外的各项技术指标，理清各种数据指标的关系和意义。
《海道测量规范》对测深限差（95%置信度）的要求见表2-1：根据IHO S-44(5th)对水深精度的要求，以不确定度代替精度指标对测深数据进行质量评估，该指标是评价多波束测深数据的总指标。
确定水深不确定度的关键在于概率分布和相应的置信域，以及标准差σ的获取。
在IHO S-44(5th)中，已假定测深数据服从正态分布，并要求置信度为95%。
多波束测深系统在水利工程中的应用
多波束测深系统在水利工程中的应用文章介绍了多波束测深系统工作原理，以及在水利工程建设及后期运行中的应用，探讨影响其测量精度的主要因素及改善措施，展望其未来发展。
标签：多波束测深；水利工程；水下地形测量1、多波束测深系统组成及工作原理多波束测深系统是一个比较复杂的组合设备，系统本身由发射接收换能器、信号控制处理器、运动传感器等组成，还需配备罗盘，姿态仪，定位GPS，数据采集和存储计算机，并且一般需要安装在导航船上工作。
多波束测深系统的工作原理和单波束回声测深仪基本相同，即测量每个波束声波信号的旅行时间和反射角度，结合定位数据、测量船的姿态数据、声速数据来计算每个波束测得的水深。
2、多波束测深系统在水利建设中的应用分析、了解、评价和解决水利工程建设对河流的影响，从而实现水利工程与河流流域的协调发展，促进社会可持续发展。
水下地形测深系统是了解、掌握河流水下地形变化，解决水利工程修建带来的不利影响的有效工具之一。
目前，利用多波束测深系统测量水下地形已成为普遍采用的重要手段，国内外运用多波束测深系统进行水下地形的测量的原理和方法均已成熟。
2.1 水库淤积及冲刷测量我国的大江大河大多泥沙含量较大，在河流上修建水库，导致河流水位提升，流速降低，必然造成泥沙淤积，而在水库下游，由于发电尾水及汛期泄洪的冲刷，对河床及河底都会造成一定程度的改变，威胁着水库的运行安全和效率。
利用多波束测深系统，监测水下地形的变化，可为水库上游的清淤工程及水库下游的河床保护提供更为准确的数据信息，节省成本，提高工作效率。
2.2 航道水下地形测量航运作为交通运输的重要途径之一，随着水利工程的修建，极大地改变了河道原有的水位变化，包括水流形态，冲淤方式改变等，水库上游水位上升，原有急流险滩可随着水位抬高而被淹没，航道水深增加，航道等级提高，而下游水量减少，水流形势发生较大改变，下游的航运能力降低，从而对整个河段的航运造成一定程度的改变。
这些变化极大地增加了航道运行的安全隐患，及时，准确的掌握这些变化，并作对应的调整可有效降低安全风险，利用多波束测深系统可以准确清晰的了解、掌握水下地形，对水深，水下暗礁，浅滩等影响航运的因素准确掌握，提高航运安全。
多波束测深数据采集质量监控方法探讨
2.1 参数校正 正式开展多波束测量前，需要选择合适的区域进
行参数校正。参数校正区域应包含平坦地形和一定起 伏的特征地形，参数测试过程中船速不易过大，最高船 速一般不要超过 8 节。参数校正主要包括定位时间延 迟校正、横摇偏差校正、纵倾偏差校正和艏向偏差校 正 [5-6]，其中定位时间延迟是由于多波束测深系统采用 的时间与定位时间不同步或多波束测深系统与定位系 统在相同时刻的定位信息不相同而产生的 [7]，定位时间 延迟校正一般选择在具有一定坡度变化的特征地形上 进行，调查船沿同一测线相同方向、以不同的船速分别 采集数据；横摇偏差校正一般选择在平坦地形区域进 行，纵倾偏差校正一般选择在具有一定坡度变化的特 征地形上进行，调查船以相同船速沿同一测线、相反的 方向分别采集数据；艏向偏差校正一般选择在特征地 形上进行，设计两条穿过特征地形的测线，调查船沿同 一方向以相同的船速分别采集数据。将参数测试数据
2021 年 7 月 第 19 卷第 7 期
doi:10. 3969 / j. issn.1672-4623.2021.07.023
地理空间信息
GEOSPATIAL .19, No.7
多波束测深数据采集质量监控方法探讨
王 启 1,2，刘胜旋 1,2
测量真值，则重复测量点不符值的相对误差公式为：
ε= D1 − D2 ×100%= 2(D1 − D2 ) ×100%
D
D1 + D2
参数测试数据质量应满足不低于 90 % 置信度的要
求。数据质量精度达到规范要求后，将校正后的定位
时间延迟、横摇偏差、纵倾偏差和艏向偏差参数输入
多波束测深系统中，用于工区资料采集和监控。在野
外资料采集过程中，当相关仪器设备安装位置因故障
多波束测深技术在水利工程水下铺设质量检测中的应用 周灯
多波束测深技术在水利工程水下铺设质量检测中的应用周灯摘要：在水利工程水下铺设中，施工质量检测与验收直接决定着水利工程水下铺设的成果，关系着整个工程的成功与否。
通过对多波束测深技术的仪器进行分析和对比，选择出最适合水利工程水下铺设质量检测的测深仪器，不但可以实现可视化施工控制与质量检测，还能够给下道工序的稳定开展提供技术支持。
本文主要以多波束测深技术在水利工程水下铺设质量检测中的应用为研究对象，分析多波束测深技术的优势，为水下铺设质量检测提供借鉴。
关键词：多波束测探；水利工程；水下铺设；质量检测目前，通过多波束测深技术是广泛应用于国内水利工程的一种先进的科学手段，国内国外使用多波束测深技术开展水下作业的原理和方法均已趋于成熟。
传统的质量检测技术如单波束等测量方法存在着较大的误差，无法严格地完成质量检测的任务。
而多波束测深技术则可以很好的实现水下铺设质量检测，敦促施工满足验收要求，提高水利工程的施工质量。
1多波束测深技术概述1.1多波束测深技术的定义多波束测深技术主要面向水利工程领域，具有便携性、高分辨率、覆盖面广、高稳定性等得天独厚的优势，可将施工人员的下水作业减小到最低，起到保护施工人员安全的作用。
多波束测深设备内部配置高精度姿态仪，将声学技术与姿态测量技术有机融合，不但免去了施工人员作业时繁琐复杂的程序，而且实现了高精度姿态数据的输入。
多波束测深系统是一个比较复杂的组合设备，系统本身由发射接收换能器、信号控制处理器、运动传感器等组成，还需配备罗盘，姿态仪，定位 GPS，数据采集和存储计算机，并且一般需要安装在导航船上工作。
多波束测深系统的工作原理和单波束回声测深仪基本相同，即测量每个波束声波信号的旅行时间和反射角度，结合定位数据、测量船的姿态数据、声速数据来计算每个波束测得的水深。
多波束测深系统能够对水下地形进行全覆盖测量，具有同步测深点多、测量快捷、全覆盖等特点，能完成常规方法难以胜任的测量任务，尤其适用于大比例尺的测绘和特殊要求的水道地形测量等。
多波束水深测量误差源及成果质量研究
多波束水深测量误差源及成果质量研究摘要:多波束水深测量系统主要是应用于海洋水深测量实际生产中的应用，测量数据的一些误差对于海岸近岸工程量计算会产生比较大的影响，所以本文将从多波束水深测量的相关知识、测量过程、测量的误差来源和它的相关成果研究来对多波束水深测量误差源及其成果进行一个比较系统的分析阐述。
关键词:多波束；测量；误差；成果随着我国各方面的蓬勃发展，在海洋方面的经济也取得了很大的进步，对于近海工程的建设项目也处于持续的发展挖掘中。
而对于近海工程建设项目比如设计、施工等工作程序的前期则需要对水深和水下地形有一个较为详细地了解，所以就需要一个有水深地形的数据资料的勘察报告，此时就需要相关的测量工具或者仪器了。
单波束测深系统和多波束测深系统都是在探测海洋海底地形资料方面很重要的技术手段，其中多波束测深系统的特点是效率高、精度高、覆盖面广，所以在测量未知海洋区域的深度这一块应用比较广泛。
随着我国近些年来海洋工程项目的不断开展，积累了很多这方面的经验，对于水深测量方面的理论研究和技术质量控制也得到了进一步的提高，所以随之而来我们对于测量水深数据的精确程度和测量速度等要求也相对提高。
一、多波束水深测量系统地组成及水深测量过程1. 多波束水深测量系统地组成水深测量系统主要是由基站、测船移动站、测深仪和电脑主机等几部分一起组成。
其中基站和测船移动站是由主机、数据传输线、GPS接收天线等部分构成；而测深仪则一般由换能器、数据传输线和主机构成，现在一般采用的是双频测深仪；电脑主机则相当于一个数据处理系统，运用专业的海洋测量成图软件在计算机中操作完成，然后再通过打印机来将成果输出。
2.水深测量的过程水深测量的目的是测量水面到水底的直接高度，水深测量过程大概如下：一要进行测线和检查线的布置、各种相关仪器和软件的安装及调试，第二对相关测量仪器进行检查，若有问题则及时改正，没有问题后则进行数据采集；第三部则是进行内页处理、水深对比分析，然后进行成图编绘，最后完成报告的编写。
多波束测深系统在航道测量中的关键问题探讨
多波束测深系统在航道测量中的关键问题探讨摘要：介绍了多波束测深系统与GPS RTK技术集成的工作原理及优势，并以秦皇岛港航道疏浚前后多波束扫海测量为例，论述该作业模式中的几个关键问题，即在声速改正和参数校准的前提下，RTK三维水深测量省去传统水深测量中繁琐的水位测量，能够自动消除波浪起伏和动态吃水变化的误差影响。
航道疏浚结果表明，在近海海域该方法可以取代有验潮的常规水深测量，既能指导疏浚施工，又能方便检查疏浚结果，为今后的相关工作提供参考。
关键词：多波束测深；GPS RTK；航道测量；校准1、前言近年来，随着国家对沿海港口城市综合规划和开发的重视，多波速扫海测量在港口航道的扩建和疏浚维护工程中的应用也日渐增多。
而多波速系统的不断更新以及GPS RTK技术的普及，则为航道设计、建设、维护等工程提供了极大的便利。
尽管如此，经过笔者多次水深测量应用，认识到RTK模式下的多波束测深有诸多方面不同于常规水深测量，尤其是误差分析和改正。
因此，要想充分利用该技术进行生产作业，必须系统地分析和研究测深中影响水深测量精度若干因素，探讨减小和改正测量误差的方法，以满足实际工程的精度要求。
本文将重点介绍利用美国产Odom一E S3多波束测深系统结合Trimble双频GPS接收机等在秦皇岛港航道疏浚维护工程中扫海测量的工作情况和关键问题探讨。
2、多波束RTK三维水深测量作业模式多波束测深系统以其全覆盖、效率高、后处理数据强大的扫海测深特点[o -z}，结合目前常用的GPS RTK实时定位技术，能够良好的完成水运工程方面的测量任务。
其工作原理是：GPS基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信号传输给流动站GPS流动站通过接收基准站数据，在测量船上实时得出三维坐标；而多波束系统通过与GPS流动站连接与设置，在秒脉冲PPS（Pulse一Per -Second）技术的协同下自动同步接收并记录实时定应用多波束RTK三维水深测量作业模式，优势在于同步采集船体姿态和水深数据，并根据同一垂直面上GPS天线与与换能器相互位置关系，在相同基准面上进行综合数据处理，在顾及测量船的运动姿态改正的前提下（通常通过多波束系统集成姿态传感器解决），能有效解决水位、波浪及换能器动态吃水变化对测深精度的综合影响。
多波束测深系统
多波束测深系统
多波束测深系统
一、多波束测深系统简介与组成 二、多波束工作流程简介 三、多波束测量质量控制 四、多波束测量误差来源与分析 五、多波束应用前景
一、多波束测深系统简介与组成
1、多波束定义及特点 多波束测深系统是一种可以同时获得多个典型256个相邻窄波束的回声测深系统与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值实现了从点—线测量到线—面测量的跨越其技术进步的意义十分突出
三、多波束测量的质量控制
本章是该课件的重点章节我们从以下几点对其做详细介绍 一、安装控制 因多波束是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术等多种技术的高度集成因此它对作业平台有较为严格的要求：
多波束测深系统主要由以下部分组成 ①换能器：发射和接受波束 ②OCTANS罗经：实时船舶定向和船舶姿态 ③GPS：测量定位 ④SIM接线盒：定位数据、水深数据、船舶姿态数据的集中合成 ⑤工业电脑：数据存储和处理实时测量显示 ⑥表面声速仪：安装在换能器附近实时测得换能器处海水声速 ⑦声速剖面仪：测量不同海水深度剖面声速
二、水位影响 水位影响一般较小但却也是一个不容忽略的影响因素 三、其它影响因素还包括：声速、水质、吃水的量取、以及内业roll、picth、yaw值的计算外业船型的量取
五、多波束应用前景
与单波束回声测深仪相比多波束测深系统具有测量范围大、测量速度快、精度和效率高的优点它把测深技术从点、线扩展到面并进一步发展到立体测深和自动成图特别适合进行大面积的海底地形探测这种多波束测深系统使海底探测经历了一个革命性的变化深刻地改变了海洋学领域的调查研究方式及最终成果的质量
多波束与单波束在内河大比例尺水下地形测量的效率及精度分析
多波束与单波束在内河大比例尺水下地形测量的效率及精度分析【摘要】本文以贵港至梧州3000吨级航道交工验收测量项目的内外业成果为基础，对比多波束与单波束在大比例尺内河航道测量时的优势与劣势，为相似的水下地形测量提供参考。
【关键词】多波束；单波束；水下地形测量1概况西江航运干线贵港至梧州3000吨级航道工程位于西江贵港航运枢纽至梧州界首河段，建设规模按通航内河3000吨级船舶标准设计，通航保证率为98%。
本项目的实施是为贵港至梧州3000吨级航道整治工程交工验收提供多波束扫测数据，检测施工后的水深是否满足疏浚水深要求。
验收测量要求使用多波束全覆盖扫测，为对比单波束与多波束在该内河航道的测量优缺点，实际测量时在船上同时安装单波束与多波束设备，按规范要求对两种设备进行检查和校验，并选取三个整治滩段分别使用单波束和多波束测量，进行两者效率的比对。
测区河段多为炸礁、疏浚整治后的河段，小部分天然的河段，水下地形复杂，深度变化大，在此环境下进行多波束与单波束测深技术的效率及精度对比，结果具有一定的代表性。
2单波束和多波束测深系统原理2.1单波束测量原理单波束测深仪工作原理是换能器朝水下发射一定频率的超声波，再接收水底反射的声波，通过两次声波的时间差与测量水域已知的声速，计算出水深数据。
本项目使用的单波束的测量波束角为5°，测深仪在测量时取波束扇面光斑范围内（脚印）的最浅点作为该位置的水深值。
图2-1单波束测深示意图2.2 多波束测量原理多波束测深系统是利用发射换能器阵列向水底发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印，对这些脚印进行恰当的处理，一次探测就能给出与航向垂直的面内上百个甚至更多的海底被测点的水深值，从而能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状和高低变化，描绘水底地形的三维特征。
图2-2多波束测深示意图图2-3单波束与多波束测深效果示意图2.3 单波束系统与多波束系统优劣势简介及设备参数单波束测深仪和多波束测深仪在内河航道测量时各有优缺点，单波束测深仪价格低，携带、安装方便，可适用包括小型船只在内的各种船舶，能在浅水区测量。
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多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统，与单波束测深设备相比，其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性。
在多波束测量过程中，自然因素、仪器设备因素、人为操作因素等都会不同程度地影响测量精度。
为获取高精度的多波束测量成果，必须对整个多波束测量过程进行严密的质量控制。
关键词：多波束测深系统 西江 质量控制
1.引言
近年来，随着计算机以及卫星定
位测量的高速发展，多波束测深系统
的应用越来广泛，特别是在发达的欧
美国家，多波束测量已经成为水下地
形测量的常规手段。
我国也陆续从
国外引进大量多波束测深系统，并广
泛应用于江河、水库、湖泊、海洋水
下地形的测量。
多波束测深系统在河
道疏浚及港口、码头、桥梁工程的测
量，并在抗洪抢险实时监测及溃口、
崩岸监测，江岸堤防工程及险工险
段水下监测，水下管线、电缆布设监
测，水下工程检测，沉船、水下物体
打捞搜寻等方面有着良好的应用，在
国家经济建设中发挥着越来越重要的作用，对我国测绘事业的发展也有着积极的影响。
结合本人工作经验，本文将对多波束测深系统在西江测量的质量控制措施进行探讨，总结多波束测深系统在西江测量的质量控制经验。
多波束测深系统在西江测量的质量控制可以分为三个阶段，第一阶段为测量准备阶段质量控制；第二阶段为外业测量实施过程质量控制；第三阶段为多波束数据后处理阶段质量控制。
2.测量准备阶段质量控制
在测量准备阶段，应收集测区已
有的水文资料，并根据测区实地查勘
情况及任务的要求制定周密的测量
计划和多波束扫测质量控制方案，并
使其贯穿整个多波束测量过程。
实
施测量前的质量控制必不可少。
多波束测深系统在西江测量的
准备阶段质量控制的具体内容主要
包括：（1）测区查勘与资料收集；
（2）多波束系统的安装校准；（3）
测量船动吃水测定；（4）测线布设。
2.1测区查勘与资料收集
测区查勘与资料收集是进行多
波束测量设计和水位观测点布置的
主要依据。
多波束测量前应充分收
集测区已有成果资料，再开展实地
查勘。
当在新测区开展多波束测深任
务时，应在多波束扫测前布置一次较
小比例尺的单波束测量，其成果作为
多波束测深计划线布置的依据。
根据测区查勘与收集到的资料，
制定详细的
测量方案，并按照相关
62/ 珠江水运·2018·02
规范要求制定技术设计书。
测量技术设计书应详细说明整个测量过程的计划安排以及需要注意的事项。
具
体应根据中华人民共和国测绘行业标准《测绘技术设计规定》（CH/T 1001-2005）以及测量任务要求进行技术设计书的制定。
2.2多波束系统的安装校准
安装校准工作是多波束测深系
统实际应用中的一个主要难点，其校准效果的好坏将直接关系到测量成果的质量。
设备安装参数包括换能器、运
动传感器、罗经以及定位系统天线等设备的位置安装参数。
这些参数是直接测量获得的。
进行两坐标系统之间的平移，需要对多波束仪器进行安装后，进行仪器安装参数测量，包括GPS天线与姿态仪的相对位置、多波束换能器与姿态仪的相对位置、多波束换能器的吃水深度、GPS 天线离水面的高度等，并将多波束系统所需要的各参数结果写入采集参数文件。
由于各个部件之间安装固定在船舶之后，可能存在很多障碍物而导致不能之间丈量出各部件之间的相对位置，所以这个测量过程要求测量人员做到重复丈量，通过多次测量结果的比对，尽可能把两坐标系统
之间的平移值误差缩到最小，保证测量结果的精度。
进行两坐标系统之间的旋转校
准，就是在测深作业前，于测区合适区域布设测线进行多波束的校准，计
算出多波束系统的纵摇（Pitch）、横摇（Roll）、艏摇（Yaw）等校正参数。
校准多波束旋转参数时，要求测
量时必须为RTK固定解。
2.3测量船动吃水测定
测量船的动吃水测定要求测量
时船速在5～6节之间。
为了真实、可靠、简便的测定船体的下沉量，测量人员应在测区附近选择了一平坦海域，在平潮期间，测量船以准静止状
态（1～2节）进行水深测量，再以工
作船速（5～6节）沿同一轨迹重复测量。
再分别处理不同船速下的测线文件，选择坐标相近的点位（半径1m之
内）分别计算工作船速（5～6节）与准静止状态下同一点位的水深差值。
根据规范中要求，当使用机动船测深时，测定的测深仪换能器动吃水改正数小于0.05m时可不改正，如果超过0.05m，则在数据处理时需做改正。
2.4测线布设
根据测区查勘和收集到的资料，
了解到测量时段的一公里水位落差以及同位置一小时水位变化情况，再进行测线的合理布设。
如果测区水位比降较大，或者测区的范围过大，应该适当分段对测区进行多波束测深。
主测深线布设方向应按工程的需要选择平行于等深线的走向、潮流的流向、航道轴线方向或测区的最长边等其中之一布设，主测深线的间距应不大于有效测深宽度的80%，在重要航行水域，测深线的间距应不大于
有效测深宽度的50%。
下面引入多波束测深系统在西江
航道扩能升级工程（XJ7合同段）施工临时航道扫床项目中的应用，说明测量准备阶段如何进行测线布设。
对测量区域进行测量前期水位
观测，从下游往上游依次布设编号为1、2、3、4、5号水尺，每把水尺相隔大概二公里，从早上10时观测至17时，每30分钟记录一次水尺读数，
每把水尺均按四等水准观测技术要求测量验潮工作点的高程。
根据各个水位观测点的水准引测结果，对记录的水尺读数换算成瞬时水面高程，得出下1、2、3、4、5号水尺的瞬时水面高（表1）。
观测记录结束后，对观测数据进
行整理，发现测区下游当天的最低水
位为10:30记录的3.92米，最高水位为16:00记录的4.83米，测区上游当天
的最低水位为10:30记录的4.28米，最
高水位为16:00记录的5.25米。
上、下游水位的最小落差处出现在10:30，为0.36米。
上、下游水位的最大落差处出现在16:00，为0.42米。
经过数据的对比总结，得知测量期间，测区的水位每公里大概在0.05米至0.07米之间。
根据得出的水位观测成果，应该把计划线主测线长度控制在500米为合适，这样既能缩短每个测量文件的工作时间，也能够减少水位落差变化对测深成果的影响。
3.外业测量实施过程质量控制
多波速测深系统在西江测量的外
10：0010：3011：0011：3012：0012：3013：0013：3014：0014：3015：0015：3016：0016：3017：001#
3.93 3.92
3.93 3.93 3.94
4.02 4.13
4.26
4.38 4.53 4.66 4.76
4.83 4.80 4.74
2#
4.02
4.00 4.01 4.02
4.04 4.11
4.23 4.36 4.48
4.63 4.75
4.85 4.92
4.89 4.833#
4.11 4.09 4.10
4.11 4.14 4.21 4.33 4.46 4.58 4.73
4.84 4.94
5.02 4.99
4.934# 4.20
4.18 4.19
4.20
4.25 4.32 4.44 4.56 4.68 4.84 4.95
5.04 5.13 5.09
5.035#
4.30
4.28 4.28
4.29
4.36
4.43
4.54
4.67 4.79
4.95
5.06 5.15 5.25 5.20
5.13表1 水位观测记录成果表
注：表1中，红色数值为当天记录的最低水位，紫色数值为当天记录的最高水位。
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