长江口深水航道水深测量声速改正方法探讨
内河航道水深测量中由声速误差引起水深误差的改正方法
High & New Technology︱26︱2017年6期 内河航道水深测量中由声速误差引起水深误差的改正方法肖 列1 刘湘雄21.湖南省航务勘察设计研究院，湖南 长沙 4100002.湖南省有色地质勘查局247队，湖南 长沙 410129摘要：回声测深仪测深误差主要来自仪器自身误差，船舶吃水深度误差及声速误差，仪器自身误差可以通过专业鉴定单位校正，船舶吃水深度误差及声速误差是在外业操作过程中极易出现的，船舶吃水深度误差是一定值，发现及改正都简单，而声速误差却因水深值不同而发生变化，改正原理及过程繁琐，且极易忽视。
本文主要针对声速误差问题进行分析探讨，提出可行简单的解决方案。
关键词：回声测深仪；声速误差改正中图分类号：U61 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）06-0026-011 引言 回声测深仪是一种目前通用的水下测深设备，其种类很多，可分为记录式和数字式两种，通常都由振荡器、发射换能器、接受换能器、放大器、显示和记录部分组成。
回声测深仪可以在船舶航行中快速准确的连续测量水深，其广泛应用于航道测量、海道测量、水利测量、水文测验及船只导航测深等方面。
2 回声测深仪计算原理 在内河航道水深测量中，应用最广泛的就是回声测深仪，回声测深的基本原理是根据超声波在均匀介质中将匀速直线传播和在不同介质界面上将产生反射的原理，选择对水的穿透能力最佳、频率在1500赫兹附近的超声波，垂直地向水底发射声信号，并记录从声波发射至信号由水底返回的时间间隔，通过模拟法或直接计算而确定水深的工作。
其水深计算公式为： H=D+CT/2 式1 式中：H 为水面至河底的深度；D 为船舶吃水深度；C 为声波在河水中的传播速度；T 为声波传播时间（自发射到接受所经历的时间）。
3 声速误差分析及改正方案 式1中，声波传播时间是由系统感知计算得到的，其误差非常小，基本不会对测深结果产生影响，船舶吃水深度是一固定值，可通过量测得知，也基本不会对测深结果产生影响。
浅析水深测量误差分析与改正
于 上述误差 ，在 实测水深较深或海底坡度较大 的地形 时，往 往 产生地形图等深线向断面方 向前后 凸凹、弯 曲的情形 。所
以 ，当在 水 深 较 深 或 海 底 坡 度 较 大 、 水 下 地 形 变 化 较 大 的地
方测深 时，测深船应尽量慢速航 行 ，以降低和消除此项误差 。
录 纸进 行 校 对 ， 以消 除 假 水 深 ，并 加 上 相 关 改 正 。 ２ 消 除 由装 配 测 深仪 等 设 备 所 引起 误 差 ． （ ）在 安 装 换 能 器 时 ， １ 应让 所 有计 划 上 船 的 参 与 人 员 全 部 上船 ，并在 保 持船 体 平衡 后 ，再 固定 换 能 器 ，调 校 好 换 能
量船 匀速 稳 定航 行 。
５ 配 备 姿 态传 感 器 ．
应对测深仪进行定期检验 ， 并选 用有模拟记录 的测深仪 ，
测 深 时 ，应 随 电池 电压 的 变 化 ，适 时地 调 正 零 线 、 吃 水线 和
校准线 （ 或声速 ） ，当水 深大于 １ ｍ 时 ，还应检 测测 深仪 的 ６ 换挡误差 。成图前 ，应把 电脑 自动采集 的水深数据与模拟记
至海 底，测得 不同深度的海水深度值 ，采 用平均值 ，准确设
的作用 ， 使平衡线 的前面 向上翘起 ， 生了上浮 的动 吃水△ 产 ｈ，
使水深值偏深 ，此时 Ｈ＝ （ ｈ ）一 ｈ，即实测水深减去动 ｈ＋ ２ △ 吃水 。当换能器装在测深船航行 时首尾 平衡 线的后面 时，由
于 船 尾 动 力 的作 用 ，使 平 衡 线 的前 面 向 上翘 起 ，而 后 面 则 下 沉 ， 生 了 下 沉 的 动 吃水 △ 使 水深 值 偏 浅 ， 时 Ｈ＝ ｈ， ｈ ） 产 ｈ， 此 （ ＋ 。 ＋ ｈ，即 实 测 水深 加 上 动 吃水 。 Ａ
长江中游航道测量水深数据处理方法初探
长江中游航道测量水深数据处理方法初探作者：余大杰舒晓明来源：《中国水运》2011年第12期随着枯水期航道维护尺度的提高，对中游重点浅险水道芦家河、枝江观测频率也增加，对水深测量的精度提出了新的更高要求；同时浅水道内滩槽变化剧烈，在航道测量过程中，对航道及测量边界水深数据也更加关注。
如何在尽可能提高水深数据精度的前提下，更加全面地掌握测量区域的水深信息，为航道维护管理提供及时、准确的地形资料，增强航道维护工作的主动性和预见性成为了测量工作中必须要思考的问题。
水深测量现状1、水深定位原理目前航道测量中全部采用GPS接收机配合数字式测深仪完成平面定位和水深数据的采集。
在平面定位过程中无论是采用1+1模式还是网络GPS或者是单个CORS基准站方式，都由事前设置好的基准站按固定的时间间隔向流动站发射差分改正信息，以完成平面定位修正，实现精确定位。
而目前主要应用的测深仪为无锡海鹰的SDH-13D型，其脉冲频率为210KHZ，水深数据通过LED显示和模拟打印至测深纸，并可通过串口输出到笔记本电脑，通过专业的导航软件存储，以实现水深数据和平面定位数据的同步采集。
2、存在的主要问题在现有测量模式及数据处理方法上，存在着两类突出的问题，一是相邻测量点之间的水深数据无法准确标注；二是测量成果数据边界并不完全反映现场测量轨迹，测量轨迹范围总是大于水深数据覆盖范围。
究其原因主要受测量比例影响及现场点距控制所影响。
目前航道维护测量基本比例尺一般为1:10000和1:5000，按照《水运工程测量规范》的要求，测量断面及点距控制按照100m进行，在实际测量过程中点距可以适当加密，按照70—80m左右进行控制。
但即便是按照1：5000加密测量的方法进行实施，在枯水期航道维护测量工作中，也是不能足以全面反应航道水深信息，在测量边界上及定位点之间也是存在一定失真的，因为在浅险水道其航宽往往仅有80m（在定位点之间的水深数据只能通过内插加以判别）。
关于测深仪声速改正问题的探讨
计算声速改正值是本文探讨的重点 。本文数据资料 采 用在 舟 山螺 头水 道海域 实测 的声 速剖 面资 料及 水 文 资料 ， 速 剖 面仪 器 为无 锡 海 鹰 加 科 公 司 的 声
Ｈ １０ Ｙ ２０型声速 剖 面 仪 ， 盐 深 测 量设 备 为 美 国 温
中图分类号 ：Ｐ０ ２４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ６ １３ ４ （０ ８ ０ ．０ ７ ０ １７ － ４ ２０ ） ２０ ５ ．３ ０
ＡＨ ＝ ＡＨｉ１ （ ＋（
一
１ 引 言
＋ 一）２ ｖ １／ ／ ｏ—１ × 日 一 一） ） （ １
声速改正是精确水深测量中的一项重要改正内
维普资讯
第２ ８卷 第 ２期 ２０ ０ ８年 ３月
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ＶｏＬ２８， ． Ｎｏ ２ Ｍ ａ ．， ０ ｒ ２ ０８
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关 于测 深 仪声 速 改 正 问题 的探 讨
Ｓａｉ 公司生产的 Ｓ Ｅ ９型 Ｃ Ｄ声速剖面仪 。 ｅｂ ｄ ｒ Ｂ１ Ｔ ２ 声速改正值计算方法的探讨
Ｈ ２０型声 速剖 面仪 可 测 得 对 应 不 同 深度 的 Ｙ１０
组声速值 （ ， ） 其采样率为 ５ ｚ采样 间隔 ≤ ， Ｈ， ０２ 。声 速改 正值 的计 算 可 采 用 累加 法 、 均 声 速 ．ｓ 平
第２ ８卷
１７ ８ ．４
１． ９５
表 １ ３分别 为 ４月 １ ～ ４日、 ４月 ２ 日和 ９月 １ ７ ０ 日的 比对分 析结果 资料 ， 验结果 表 明 ， 测 两者计 算改
浅谈单波束水深测量中对声速的精度控制
浅谈单波束水深测量中对声速的精度控制摘要：单波束水深测量过程中，声速是影响测量结果的关键因素之一，而对于沿海施工区，由于潮流较大，水深较深，且受涌浪影响检查板在水下随潮流摆动，所以利用检查板对整米的方法进行声速改正已很难实现，而HY1200型声速剖面仪可以方便快捷的获取水下声速，进而对单波束测深数据进行声速改正，从而获得更高精度的水深数据。
关键词：单波束水深测量、检查板、声速改正、声速剖面仪1、前言随着我国经济的不断发展，港口建设的规模不断扩大，港池航道持续延伸、深度不断增加。
故施工区即水深测量区域距离码头及岸边较远，其水深测量区域受风浪、潮流影响较大，传统的检查板因受潮流影响，在水下随潮流摆动，测深仪几乎不能获得的对整米的数据或者获得的对整米的数据是不准确的，利用检查板对整米来改正声速的方法已不可行，如何克服此因素，确保水深测量的声速精度呢，随着科技的进步，声速剖面仪的出现，这个问题就迎刃而解了。
本文就天津临港工业区项目使用声速剖面仪配合单波束测深仪测深为例，根据实际测量数据验证了该方法的可靠性和实用性。
2、声速改正的方法2、1 传统的声速改正方法单波束测深仪的主要原理是测深仪发射声波，同时接收从海底传回的反射信号，如果已知声音在水中的传播速度C，从信号发射到接收所用的时间为T，可求得声音在水中的传播距离，既水深值H：H=（1）因此，准确求得海水中的声速是解决问题的关键，海水中的声速受海水温度、密度和深度等因素的影响，实际声速与标定声速C’有差别，从而产生深度误差△H’，检查板对整米的校对法是单波束水深测量中比较常见的一种校正测深误差的方法，使用该方法可以获取适合测区深度的声速值。
连接好测深设备后，根据测区水深和换能器，将检查板放置到换能器下一定深度（对整米），调整声速值，使测深仪实测水深值与检查板下放深度值一致，此时可获取适合该深度值的声速值，选取该声速值进行试验，将检查板逐次按整米下放，最终可得出一组依据此声速值测量时各整米的测深仪改正数△H”，此改正数为测深仪综合改正数，此数值主要由声速及仪器自身的误差构成。
声速改正对水深测量精度影响的重要性分析
声速改正对水深测量精度影响的重要性分析本文从声速误差的来源进行分析，简要介绍了回声测深仪的工作原理及声速改正对测深结果的影响，并以云南苗尾电站库区泥沙淤积断面测量的实例说明利用声速剖面数据修正测深结果的方法对水深测量精度影响的重要性，以此进行探讨分析，旨在提高水深的测量精度。
标签：水深测量精度;声速;回声测声。
水深测量是水下测量的中心工作，水深测量是以获取水下地形数据为目的海洋和内河测绘技术，目前其主流方法仍然是采用水面船只走航式测量水深，在以GPS进行定位数据采集同时，以声纳原理进行水深数据的获取。
水深测量精度误差的影响主要体现为人的主观因素以及环境、设备和测量方法的因素，而声速改正是必不可少的一个环节，尤其在水深超过50米以上的测区，声速改正值的正确性将直接影响到水深测量的精度。
以下就声速改正对水深测量精度影响的重要性进行探讨分析。
一、影响声速误差的因素及声速改正注意事项根据水深测量的原理，决定水深值的两个参数就是声波在水中的传播速度和声波在水中的传播时间的长度，由于声波在水中的传播时间的长度是由仪器的精度来决定的，而且目前测量时间的精度都比较高，因此其对水深值的影响比较有限。
受影响最大的是声波在水中的传播速度，而影响到声波在水中的传播速度的主要因素就是水温、盐度、深度和水质。
科学研究表明，声速与介质的密度和弹性性质有关，因此也随介质的温度、压强等状态参量而改变。
液体中声速每秒一千多米，随温度升高而增大，据测算每升高1℃，水中声速大约增大4.6米/秒。
另外，声波在均匀介质中的传播是一条直线且速度均匀。
在不均匀的介质中，声波的传播是不均匀的，且当入射角不为0时，其传播轨迹（声线）并非直线，而是曲线（或折线），它遵循斯涅尔定律，即声线的弯曲直接由各层介质（声速）造成，因而，测区声速变化的复杂性决定了声线弯曲的复杂程度。
各种声速剖面可以分为以下3种结构或由它们叠加而成：（1）声速随深度线性减小;（2）声速随深度线性增大;（3）两层结构并存并且存在跃层。
谈谈长江口深水航道整治工程测量中若干测量技术
谈谈长江口深水航道整治工程测量中若干测量技术上海达华测绘公司李岚峰一、概述长江口通海航道，是上海市和长江口三角洲经济发展的生命线，是上海国际航道中心重要的基础设施。
长期以来，航道水深不足成为约制地区、社会经济发展的瓶颈。
经数十年研究和工程实践，提出了北槽先行处理方案，采用河口整治工程，结合航道疏浚方法。
整个工程规模如图（一）所示：49km北导堤，48km南导堤，1.6km分流口南线堤和相连的3.2km潜堤，南北导堤间总长31.26km的19座丁坝和84km航槽，逾2.4亿m3的疏浚土方量。
航道整治的目标水深12.5m.工程分三期进行，一期工程已告竣工，航槽水深从工程前的7.0m（理论最低潮面以下）增加到8.5m。
目前正在进行以10.0m水深为治理目标的二期工程，将于2005年建成。
继后，将实施三期工程，达到终期目标水深12.5m。
从工程开始起，我公司就承担了这项工程的各种目的测量，如5天一次的84km航槽水深测量，导堤变形观测，浚前扫测，泥沙运动（四淤）观测等，为工程提供了航槽所在水域的水下地物，水下地貌（两者可合称为水下地形）及水、泥运动的现势情况，并作为工程进度、工程质量、施工工艺的调整与安排提供可靠的依据。
同时，我们也深感重任在肩，于是在测量中加大技术力度，应用水运工程测量中的先进测绘与技术，给长江口深水航道整治工程最大支持，提供可靠、高效的测绘技术保障。
二、航道工程测量中的新技术简述1、定位技术（1）关键在于定位技术与定位模式的选定由于在该工程中有各类分部项目，它们对定位精度的要求各不相同，如在导堤放样定位或半圆筒导堤的抛设定位中，不仅要求精度高，而且要可靠，方便，快捷，何况工程现场远离陆域，作业面大，施工环境和气候条件时而很差，不可能沾用传统定位方式，因此该工程在施工测量及施工控制中，应用GPS定位技术势在必行，问题是针对长江口深水航道整治特点和长江口地理环境，选用何种类型的GPS 定位接收机的类型、何种定位模式。
多波束测深系统水下地形测量声速改正研究
多波束测深系统水下地形测量声速改正研究摘要：在水下地形测量中多波束测深属于常见系统，能够有效增加测量精准度，然而，多波束测深系统在实际应用中存在诸多影响因素，影响较为严重的便是声速，若无法提前针对声速做好改正措施，必然会降低水下地形测量的精准度。
为从根本发挥多波束测深系统的作用价值，本文以该系统的基础原理、组成结构以及未来展望为基础，继而着重剖析水下地形测量中多波束测深系统声速的改正途径，以供参考。
关键词：多波束测深系统；水下地形测量；声速改正引言：声速校正是多波束测深系统中水下地形测量的关键技术之一，它受温度、盐度和水压的影响。
它不会均匀分布，但会随着深度的增加而分层变化。
多波束检测系统以扇形方式发射和接收声波。
中心光束垂直发射和接收声波，边缘光束发散，声波不仅在速度上变化，而且在方向上也变化，为了精确计算回声点的位置和深度，需要沿着声速传播路径对其进行跟踪，并按层计算回声点的深度和位置。
因此，声速剖面测量精度直接影响回波点的计算精度。
一、多波束测深系统的综合概述1.1基础原理多波束测深系统属于新一代声学回声测深仪，它采用一系列新技术来传输和接收波束，探测和处理水下信号，获得一些新的特性。
多波束测深系统同时发射垂直于导航方向的数条或几十条甚至数百条窄波束，形成扇区。
在这个扇区中，只有中间光线沿水面垂直发射，两侧的外部光线与垂直平面打成一定角度[1]。
1.2组成结构多波束测深系统由发射/接收传感器、用于控制和处理信号的电子柜、运动传感器、定位系统、声速剖面、计算机硬件、罗盘、CTD探测器及其指示输出组成。
一般来说，Atlas Fansweep 20多个射线测深系统可分为三个子系统；1）多波束声学子系统；2）光束空间位置传感器子系统；3）数据收集和处理子系统。
1.3未来展望多波束测深系统存在诸多核心指标，在未来发展中应以这些指标为主，及时进行改正与完善。
（1）覆盖宽度指标，传感器扇区打开的角度会影响覆盖的宽度，为增加覆盖宽度，致力于传感器阵列形式研发的国内外科学家和厂家采用U型和V型阵列代替传统轧机阵列，特别是V型阵列，并采用发射体和接收阵列两组独立的阵列形成V型器件，使各光栅水平角合理设置后，发射光束主轴偏离光栅主轴以增加沿边缘光束方向的能量，便于接收来自光束边缘的回波信号。
水深测量中声速改正方法分析(修改)
水深测量中声速改正方法分析杨仁辉（中交广州航道局有限公司，广州，510221）摘要：本文介绍了水深测量中声速测量的两种方法，以HY1200声速仪为例，着重介绍了声速剖面仪的原理、软件应用以及平均声速的计算方法，并且对两种方法进行了比较、分析。
关键词：测试板法；声速剖面仪；HY1200系列；平均声速；声速改正数Correction for Acoustical velocityin Echo SoundingYANG Ren—hui(CCCC Guangzhou Dredging CO.,LTD.,Guangzhou 510221)Abstract: This paper introduces the method of test board and SVP，the focus is the principle、application software and average sound velocity of HY1200SVP.Then it discusses the diffenrent of test board and SVP.Key words:test board；Sound Velocity Profiler；HY1200SVP;average sound velocity；correction of sound velocity data１.引言水深测量通常采用回声测深系统进行测量。
回声测深系统的原理非常简单，主要是以声速和声速往返时间来计算水深，即：Ｈ＝V×Ｔ/2（1）其中：V为声速、Ｔ为声速往返时间。
这里，声速往返时间是由系统感知计算得到的，声速由测量人员测定，所以为了得到相对精确的测量结果，声速的测定就成为水深测量过程中非常重要的一个步骤。
对于声速的测定我们一般采用两种方法，测试板法和声速剖面仪法。
测试板法和声速剖面仪是根据两种不同的思路设计的。
下面我们简单叙述一下这两种方法是如何测定声速的。
浅论回声测水深的声速修正
3 回声测深的声速改正方法
用声速剖面仪测量一个声速剖面， 即在作 业现场各个不同水深处测量出其相对应的声 速， 形成声速数据文件， 利用这个声速剖面作 为基准依据， 就可以对测深成果进行声速改正
了。
在黄河小浪底水库水深测量工作中， 我们 采用了时间逼近法来对测深结果进行改正。 该方法首先将通过声速剖面仪测得的声速数 据、通过回声测深仪测得的水深数据整理成 表格(如表1和表2 ， ) 然后通过输人的水深值和 测量声速求得从水面到此水深值的平均声速， 测量声速是指测量时所应用的声速， 通过原始 测量水深数据自 动计算出相应的改正数据(如 表 3) 。该方法较为简单， 在实践中证明效果
当声波在介质中传播时， 于传播介质发 由 生改变而发生反射现象， 比如在水中传播遇到 河底时就会发生反射现象( 如图1 所示) 。回 声测深仪就是利用了声波的反射原理来进行
水深测量 。
H’ V’ 2 = *T/ (2) 从公式(2 中看出， ) 既使V ’ 很小， 如果T 很大， 水很深时， 测深误差H ’ 的值也会变得很 大， 因此需要对测深结果进行声速改正。
表3
改正后的测深数据表
式 n=INT(H. +0.5). 由 中
0 03 55) D 0 0 1义2 3 . 1 9《 刃02
度 起点距 暇始 改正后 侧幽对间 爸峨刹 皿 水翻改正 翻 沐 ) 裸帐 ) 侧裸帐 ) 必 ) 加附问必 ) 道帐 )
252 4 3 沥3 53 刀4 劝 湘7 35
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均声速，为声波在水中的传播的时间。当t t n
<t< t 1 测量 深的改 值就 以 示 + n 时， 水 正 可 表 为:
H改 =(2*n+1)*5/ 2+D H改 计 误 就 够 足 度 求 的 算 差 能 满 精 要 .
水深测量误差分析与改正方法探析
水深测量误差分析与改正方法探析1影响测量精度的因素1.1潮汐因素在水深测量中，当所测的水深值订正至规定的深度基准面时，不同时间段所测量的同一测线，检查水深记录并无操作不当等原因，但其水深却存有系统的差异现象，通常情况下，这种误差便是潮汐因素造成的。
水位观测是为了保证将所测的水深订正至规定的深度基准面。
水位观测是通过永久性验潮站或临时验潮站来完成的。
一般情况下，在海洋近岸工程所做的大比例尺水深地形测量工作，此海区的潮汐性质已经确定。
但是，如果水深测量的工作区不处在验潮站的有效服务区范围内，就不能保证在同一时间在工作区和验潮站所测得的水位涨落基本相同和达到规定的水深测量要求的精度。
为此，《海洋工程地形测量规范》中规定，验潮站布设的密度应能控制全测区的潮汐变化。
相邻验潮站之间的距离应满足最大潮高差小于等于0.4m，最大潮时差不大于1h，且潮汐性质应基本相同。
在常规的水深测量过程中，该规定是实施验潮应满足的基本条件。
但是沿岸港湾频繁出现假潮现象，这会给水深地形测量中的水位改正带来困难，使交叉点水深不符值超限。
测量工作期间出现假潮，局部潮位发生变化，这一海洋现象极易使测深工作受到影响。
如1987年的国家重点项目——神木煤外运深水港选址过程中，曾因测量时间段的不同而同点水深竟差0.5m以上，造成测量工作再次返工。
为了避免这一海洋现象对水深地形测量水位改正的影响，测区内应安放水位计与测区外验潮站同步验潮，或根据工作区的情况，在条件许可的情况下临时验潮站设于工作区近岸。
1.2气象因素航行中的船只因受风向、风速的影响，其船行姿態随时发生变化。
水深测量时，船只航行是按照预先设计好的测线工作的，当风力垂直测线吹来，船只受风面极易造成侧向不同程度的倾斜。
安装在船舷的测深仪换能器因船只不同程度的倾斜造成了换能器吃水的深度不断变化，引起水深测量数据的差异。
这种水深测量数据的差异具有规律性，往往造成图载水深随测线航向往返而变化，船只往测数据偏深而返测数据偏浅，或反之。
利用长江口深水航道边坡自然水深 提升通航效率
配置 ，成 为提升 通 航 效率 的必 然路 径 。
探寻深水航道通航 效率提升的科学方案
为缓 解 深 水航 道 通 航 资源 紧张状 况 ，上 海 海 事局 通 过 优 化 交通 组 织等 措 施 ，将 深 水航 道 交 会船 舶 总 宽控 制 值 从 ６４．６米 提升 到８０米 ，制定 深水 航道 通 航 安 全管 理 办 法，起 到 了一定 疏导作 用 。２０１３年 以来 ，面 对 大 型邮 轮与 大型集 装箱船 超 宽交会矛盾 愈加 凸显 的状况 ，上 海海 事局 在 采取 邮 轮优 先、错 峰管理 等 措施 的同时，于 ２０１６年 会同 相 关单位 开展 了 《长 江 口深 水航 道 通航 能 力提 升》研 究 ， 先后 组织 召开１ ０余 次专题会 议 ，研 究 ７Ｊｌ：槽拓 宽、南槽 开 发等 多 个建 设 方案 ，但 由于工 程耗 资 较 大、工期 较 长、维 护难 度较 高等问题 ，均 不能有 效解 决当前 的紧迫 矛盾。
围 绕 四 个 重 点 ，系 统 完 善 配 套 管 理 规 定 和 应 急 预 案。在部 海事 局指 导下 ，遵循 “共 享共建 共治 ”理念 ，完 成
的总体 思 路 ，积极 稳妥 推 进 长 江 口 然 水 深 提升 通 航 效率 工作 ，提供 了 制 等 全方 位保 障 ，初 步 实现 了深 水 和 由８０米 提 升至 ９０米 的 历史 性 跨 圣济 带 国家战 略，推 动上 海国 际航 运
ｌ７ｃ效 率提升 的重要性 和 紧迫性
水 航 道 船 舶 大 型 化 趋 势 加 快 ，主
落 实 深 水 航 道 通 航 效 率 提 升 各 项 任 务
２０１７年 以来 ，上海 海事 局全 力贯 彻 落 实交 通 运输 部 和 部海 事 局 要求 ，按 照 “三步 走”的总体 思 路 ，扎 实做 好 深水 航 道通 航 效率 提 升各 项工作 ，取得 了阶段 性 成果 。
浅谈长河段内河航道水深测量技术要点
浅谈长河段内河航道水深测量技术要点随着我国经济的发展和交通运输水平的提高，长河段内河航道的水深测量技术越来越受到重视。
水深测量技术是航道管理和维护的重要一环，对于保障航道的安全畅通具有重要意义。
本文将围绕长河段内河航道水深测量技术的要点展开讨论。
1.测量方法选择长河段内河航道水深的测量方法有多种，常用的有声呐测深、多波束测深和激光测深等。
声呐测深技术是较为成熟的测量方法，通过声波的传播和反射来获取水深信息。
多波束测深技术可以实现对于水深和水底地形的高精度测量。
而激光测深技术则可以在短时间内获取大面积的水深信息。
在选择测量方法时，需要考虑航道水域环境、测量精度要求和实际操作便利性等因素。
2.设备选型水深测量所需的设备主要包括声呐仪、多波束测深仪、激光测深仪等。
在选型时，需要考虑测量范围、精度、稳定性、耐用性、电池续航等多方面因素，以确保设备能够适应各种水域环境下的使用需求。
3.测量精度控制航道水深测量的精度直接影响船舶的安全通行和航道管理工作的有效性。
在进行水深测量时，需要严格控制测量精度，确保获取的水深信息能够满足航道管理的需要。
对于不同的航道水域，可以根据实际情况确定不同的测量精度要求，并采取相应的控制措施，如增加测量次数、提高设备精度等。
4.数据处理技术测量获取的原始数据需要进行有效的处理和分析，以提取出有用的水深信息。
数据处理技术包括数据滤波、数据配准、数据融合等多个环节，需要借助专业的软件和技术手段来完成。
5.安全保障措施在进行水深测量工作时，需要充分考虑工作人员的安全保障。
航道水域环境复杂多变，存在一定的安全风险，因此需要制定详细的安全操作规程，并配备必要的安全防护设备，确保工作人员的安全。
6.应急处置预案水深测量工作中可能面临各种意外情况，如设备故障、天气变化等，因此需要预先制定应急处置预案，明确工作人员的应急处置流程和措施，以保障工作的顺利进行和人员的安全。
7.数据管理和共享水深测量获取的数据是珍贵的资源，对于航道管理和维护具有重要价值。
浅谈长河段内河航道水深测量技术要点
浅谈长河段内河航道水深测量技术要点
长河段内的河航道水深测量技术是指利用一定的技术手段对河航道的水深进行测量。
这些技术手段包括了使用船舶测深、潜水员测深、声纳测深等方法。
在进行长河段内河航道水深测量时，需要注意下面的技术要点。
首先，应该选择合适的测深设备。
对于长河段内河航道水深测量，其测深设备要能够适应不同水深、不同水流速度和不同水质状况等多种环境条件，同时还要能够在航行时进行使用。
因此，通常使用的测深设备有声纳、激光测距仪、多波束测深仪等。
其次，对于测深设备的维护保养应当做好。
测深设备通常是在船上使用的，如果维护不当或者设备出现故障，将会影响到测量结果和信用级别。
因此，在使用测深设备之前，要进行设备检查，如检查传感器是否损坏、电源是否正常等。
保持设备的性能，维护和更新设备的软件和硬件，是测深技术的基础。
第三，要选择适当的时机进行水深测量。
河流水深的变化与季节、气象等有关，当河流水位变化较大或者水流流速较快时，选择合适的时机进行测量，这样可以准确掌握河流的水深情况。
第四，要选择合适的测深方法。
针对不同的水深、水流速度和水流状况等，需要选择不同的测深方法。
如在测量河流的极深处时，多波束测深仪可能更为适合，而在浅水处，声纳测深可能更为适合。
第五，需要处理好河流较为复杂情况下的测量。
河流的曲度和水库的出流等情况会影响测量的准确性，需要根据具体情况设计针对性的测量方案。
综上所述，长河段内河航道水深测量技术需要选择合适的测深设备、进行设备维护、选择合适的测量时机和测量方法，并注意处理长河段内复杂情况下的测量问题，才能保证测量结果的准确性。
内河航道水深测量中提高水位改正精度的实践
内河航道水深测量中提高水位改正精度的实践在航运领域中，内河航道的水深测量一直是一个重要的领域。
水深测量的准确性对于保证内河航行的安全性和效率性至关重要。
然而，由于许多因素的影响，如水位、潮汐等等，较难实现测量的高精度和准确性。
因此，提高水位改正精度一直是内河航道水深测量中的一个重要问题。
随着技术的发展和改进，现有的高科技手段和方法可以实现更高质量和高精度的测量。
我们将在以下几个方面介绍如何提高水位改正精度：第一步：测量场地的选择首先要考虑测量场地的选取，因为不同的区域所涉及的水位变化和水质情况都是不同的。
选取场地时，建议搭建一个相对平坦的平台，并要求地面硬度一致，以减少因不同地面产生的干扰，从而提高精度。
第二步：测量方法的选择在考虑测量方法时，要根据测量场地的实际情况进行选择。
建议选择先进的水深测量设备，如多波束测量、声学测量等等。
同时，应采取多种方法进行比较，以确定最佳测量结果。
第三步：水位改正公式的采用采用不同的水位改正公式也会影响水深测量的精度。
建议选择准确性高、适用性强的水位改正公式，如深度平均水位法、优化潮位法等等。
同时，我们也需要了解并掌握规范的水位改正公式，以避免错误的使用。
第四步：数据处理的注意事项在数据处理过程中，我们也需要注意一些因素，以提高数据精度和准确性。
例如，要确保水深数据与水位数据的时间同步，同时考虑水体密度等因素的影响。
在进行数据处理和计算时，我们还需要依靠多种手段进行比较和检查，以避免错误和漏洞。
在实践中，我们还需要不断进行技术创新和改进，以适应内河航道不同区域的实际需要。
例如，通过数据模拟和仿真分析，优化计算模型和算法，加强数据的可视化和分析。
相信在不断的努力和实践中，我们一定能够实现更高质量、高精度的内河航道水深测量工作。
内陆水域水下地形测量中声速改正方法探讨
内陆水域水下地形测量中声速改正方法探讨郑亚慧;冯传勇;许朝勇【摘要】声速改正误差所引起的测深误差是影响测深精度的主要因素之一.通过对不同测深环境、不同声速改正模型的研究,提出了在几种典型测深环境下的声速改正方案.在长江中下游地区的施测结果表明,计算值和测量数据吻合性较好,采用间接法能够较好地满足该地区水下地形测量精度要求;在西藏惹雍错的施测结果表明,间接公式法计算的声速比实测值偏大,推荐采用直接法即通过声速剖面仪获取水体声速,或对水体水温分层观测,然后利用公式计算得出声速.在江河入海口水域,当采用直接法计算声速时,应考虑含盐量的影响.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)008【总页数】4页(P45-48)【关键词】声速改正;水下地形测量;水库;湖泊;内陆水域【作者】郑亚慧;冯传勇;许朝勇【作者单位】长江水利委员会水文局,湖北武汉430012;长江水利委员会水文局,湖北武汉430012;长江水利委员会水文局,湖北武汉430012【正文语种】中文【中图分类】P2171 研究背景水下地形测量是通过测定江河、水库、港湾等水域水下点的平面位置和高程，绘制水下地形图或构建DEM模型等[1]。
水下地形测量成果多用于水利工程建设、河道整治、河道冲淤分析等，在防洪减灾、江河治理等领域都发挥着重要作用[2]。
目前，水下地形测量主要采用GNSS获取平面位置，配合水下测深仪器同步采集水深，其中水下测量仪器主要分为多波束测深系统和单波束测深仪两种，影响其测深精度的因素主要包括换能器吃水、声速改正、水位改正、测深仪器本身系统差等[3]。
声速改正是影响测深精度的重要因素之一，尤其在缺乏水体交换条件的深水条件下，水温变化的梯度通常较大，在静止的深水湖泊或水库中，这个特点愈发明显[4-5]。
在我国北方，夏季湖区水底和水面的温度可能相差10℃以上，引起声速的梯度变化可超过30 m/s[6]。
因此，探讨如何进行测深的声速改正对于保证水下地形测量成果质量具有十分重要的意义。
科技成果——利用回声测深进行大水深测量校正技术
科技成果——利用回声测深进行大水深测量校正技术
技术开发单位
长江水利委员会水文局、长江上游水文水资源勘测局
成果简介
该技术通过利用设置水深测量检测校正标进行声速校正，利用悬空横置管状声波增强型反射器作为回声反射装置，选材抗压抗腐蚀，反射信号稳定可靠，悬高、镂空设计确保数据准确性以及延长校正标的使用寿命。
也可利用已有构筑物作为校正标使用，大大降低成本。
校正方法简单，操作性强，数据可靠。
该技术适用性强，能较好的解决大水深（超过60m）、水体产生温跃层引起的声速变化的各项水深测量工作。
技术特点
利用回声测深进行大水深测量校正技术为自主研发产品，通过试验比对证实校正操作便捷、获取水深数据真实可靠，符合《水道观测规范》（SL257-2017）、《水利水电工程测量规范》（SL197-2013）、《数字测绘成果质量要求》（GB/T17941-2008）及《水文资料整编规范》（SL247-2012）等规范要求，工作效率高、成果质量可靠。
适用范围
适用于内陆大水深水域尤其受水利工程影响，水体产生温跃层引起的声速变化，以及建库后形成的大水深（超过60m）的水深测量工作及科学研究工作。
航道水深测量的技术应用探讨
航道水深测量的技术应用探讨航道水深测量是航道测量的重要内容之一，它主要是为了保障船舶航行的安全，确保航道的畅通。
航道水深测量技术一直在不断发展，随着科技的进步，各种先进的技术被应用于航道水深测量中，使得水深测量的精度和效率不断提高。
本文将就航道水深测量的技术应用进行探讨。
航道水深测量的技术方法主要包括潮汐观测法、声纳测深法、多束声纳测深法、激光测深法、卫星定位测深法等。
潮汐观测法是最早应用的航道水深测量方法，它通过对潮汐变化规律的观测，推断出不同潮汐条件下的水深情况。
声纳测深法是利用声波在水中的传播速度和声波回波的时间来测量水深的一种方法，它具有测量范围广、精度高、实时性强等优点，是目前应用最为广泛的水深测量技术方法之一。
多束声纳测深法则是在声纳测深法的基础上进一步发展而来，它通过多个声波束同时测量水深，从而提高了测量效率和精度。
激光测深法是利用激光束在水面和水底之间的传播时间来测量水深的一种方法，它具有非接触式测量、精度高等特点。
而卫星定位测深法则是利用卫星定位技术和测深仪器结合，来实现对航道水深的精确定位和测量。
在实际的航道水深测量中，通常会根据不同的需求和情况选择合适的测量方法。
例如在海洋测量中，声纳测深法和多束声纳测深法常常被应用于对海底地形的测量和海底地质的调查；在航道维护中，通常会采用激光测深法和卫星定位测深法进行航道水深的监测和调查。
随着科技的不断进步，航道水深测量技术也在不断发展和完善。
目前，一些先进的技术已经被应用于航道水深测量中，使得水深测量的效率和精度得到了进一步提高。
近年来，无人机技术在航道水深测量中得到了广泛应用，它通过搭载测深设备和相应的传感器，实现对水深的高效、精准测量。
人工智能技术和大数据分析技术也被引入到航道水深测量中，使得测量数据的处理和分析更加智能化和高效化。
除了技术本身的进步，航道水深测量的应用也在不断拓展。
除了传统的航道水深测量外，航道水深测量技术还被用于海洋调查、海底资源勘探、海洋环境监测等领域，为人类对海洋的认识和利用提供了重要的技术支持。
应重视测深仪测深的声速改正
应重视测深仪测深的声速改正
赵宝勋
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】1995(000)001
【摘要】测量水深(含江河、湖泊和海洋的水深)的传统工具——水砣、测竿已基
本淘汰。
回声测深仪的广泛使用,提高了工效和精度,方便了工作并减轻了劳动强度。
最近由海军海洋测绘研究所和南海舰队海测船大队共同完成的“中国及邻近海域应用水文法声速改正研究”这一研究成果,用固定水文法替代常规的直接比对法和实
测水文法,因而简化了工作程序,改革了作业模式,为提高测深精度又迈出了重要的一步。
但是,有些海区如江、河的入海口、迳流丰富的港湾等,因水文资料不足或
【总页数】5页(P54-58)
【作者】赵宝勋
【作者单位】南海舰队海测船大队
【正文语种】中文
【中图分类】P229
【相关文献】
1.关于测深仪声速改正问题的探讨 [J], 周坚;奚民伟;林友财
2.HY1200声速剖面仪计算测深仪声速改正数方法 [J], 关致和;赵先龙;邵海涛;王
莉娜;阮锐;于政
3.应用声速仪对测深仪改正精度的测试 [J], 关致和;赵先龙;于政;何荣林;崔海英
4.应用声速仪对测深仪进行声速改正 [J], 关致和;赵先龙;邵海涛;于政;何荣林
5.应用声速仪对测深仪进行声速改正 [J], 关致和;赵先龙;邵海涛;于政;何荣林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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长江口深水航道水深测量声速改正方法探讨作者：郭兆峰
来源：《航海》2018年第06期
摘要：本文主要介绍了水深测量中声速改正的常用方法，讨论了几种声速改正方法的优缺点。
同时结合实测数据，对长江口深水航道水深测量声速改正方法进行了探讨。
关键词：长江口；深水航道；水深测量；声速改正
0 前言
长江口深水航道作为我国的一条重要航道，充分发挥了在长江航运主通道中的咽喉要塞作用、通江达海作用，长三角航运经济发展中的基础支撑作用，绿色循环发展中的探索创新作用，已成为世界级的黄金水道。
如何确保长江口深水航道的通航水深达到12.5米的安全水深，除了日常的疏浚维护，也离不开水深测量工作。
如何保障所测量水深准确，减少水深测量误差？下面就影响水深测量误差之一的声速改正误差进行探讨，找出最适合长江口深水航道水深测量的声速改正方法。
1 水深测量必须进行声速改正
目前，在长江口深水航道水深测量中使用最广泛的测深仪器是单波束回声测试仪，它可以在船只航行时快速而准确地测得水深的连续数据。
1.1 回声测深仪原理
回声测深仪是利用声波反射的信息测量水深的仪器。
它的工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物后反射回换能器，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离，如图1所示。
假设声波在水中的传播速度为V，当在换能器探头加窄脉冲声波信号，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收。
测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则Z =
Vt/2，那么最终的水深：H = Z + h。
传播时间t由测深仪测量并计算，声速V由测量人员测量并在测深仪中设置。
1.2 声波在海水中的传播规律
声波在海水中的传播速度不是固定的，而是一条空间曲线。
其弯曲程度随海水的温度、盐度和水中压强而变化。
在海洋环境中，这些物理量越大，声速也越大。
所以在使用回声测深仪之前，应对仪器使用的声速值加以校正。
声速改正是水深测量误差的主要来源，声速测量精度直接关系到测深精度。
1.3 声速改正方法
声速改正方法可以分为间接改正法和直接改正法。
1.3.1 间接改正法
（1）比对法：用检查板、金属杆、水听器等，置于换能器下方一定深度处，实测测深点的准确深度。
根据准确深度调整测深仪声速，使测深仪深度等于准确深度。
这样就可获得较为准确的声速值。
此法测出的声速只是某测深点的某一时刻的某一水深的平均声速。
（2）水文资料计算法：海水中的声速是由海水温度、盐度、密度、压力等共同决定的，它们之间具有复杂的函数关系。
如果能够依次测量处这些影响因子的值，那么根据诸多经验公式就可以算出该点的声速值，从而对水深测量进行声速改正。
此法测出的声速值误差较大且操作比较繁琐。
1.3.2 直接改正法
利用声速剖面仪测量声速，直接进行声速改正。
声速剖面仪是一种高精度测量声速的设备，它可以快速测出各个深度段的海水的声速值、温度及深度等。
目前，大多数的回声测深系统所使用的声速值均由声速剖面仪测量。
声速剖面仪是使用最广泛的一种声速测量仪器。
2 长江口深水航道水深测量声速改正方法
下面就以声速剖面仪测量声速进行声速改正为例，探讨长江口深水航道水深测量中的声速改正方法。
2.1 平均声速改正方法和剖面声速改正方法
声速剖面仪所测量的声速值是一条曲线，应用于声速改正的方法有两种：平均声速改正方法和剖面声速改正方法。
（1）平均声速改正方法：在测区最深处使用声速剖面仪测量该点声速曲线，导出声速数据后取平均值作为该测区的平均声速，输入测深仪或内业软件对所测水深进行声速改正。
（2）剖面声速改正方法：测得声速曲线后，在内业软件里根据声速曲线对应的水深深度进行逐一改正。
2.2 两种声速改正方法优缺点比较
（1）平均声速改正方法
优点：可直接将平均声速输入测试仪中进行声速改正，操作比较简单、方便。
缺点：平均声速改正方法仅适用于水深较浅或声速变化较小的区域，改正精度较低。
（2）剖面声速改正方法
优点：剖面声速改正方法仅适用所有的水深区域，不受测区声速变化影响，改正精度较高。
缺点：由于测深仪的特性，无法将剖面声速值输入测试仪中直接进行声速改正，必须在内业后处理软件进行改正，操作比较复杂。
通过对两种声速改正方法优缺点进行比较，可以看出剖面声速改正方法精度更高，而且适用范围也更广，是一种更优的声速改正方法。
但是平均声速改正方法因其操作便捷，在水深测量中也被经常采用。
2.3 两种声速改正方法在长江口深水航道水深测量中的应用比较
基于长江口深水航道走向的特殊性，下面选取上游、中游、下游等3个测区，每个测区分别布设5条测线进行水深比对。
各测区分布见图2。
为保证验证结果准确无误，统一采用海巡1666对3个测区的15条测线进行水深测量，并使用同一套内业声速改正软件对测量水深分别进行平均声速改正和垂线声速改正。
3个测区声速情况及采用两种声速改正方法后的水深情况比对如下：
2.4 水深比对结果分析
通过比对两种声速改正方法后的水深，发现测区1和测区3的各测线水深几乎没有差别，而测区2的各测线大部分水深有差别，且各水深与平均声速位置对应的水深差值越大，测量误差也越大。
分析原因是因为长江口深水航道是连接长江与东海的通道。
2号测区属于两股水流交汇界的地方，水文条件比较复杂。
从所测的声速剖面可以看出该区域声速变化比较大，不适宜采用平均声速改正。
因此，对于单波束回声测深仪水深测量的声速改正，平均声速改正法仅适用于水深较浅且声速变化不大的区域。
特别是在水深深度跨度越大的区域，采用平均声速改正方法的误差也会越大，而剖面声速改正方法适用于所有的深度及声速变化区域。
2.5 小结
在长江口深水航道水深测量过程中的声速改正，建议采用剖面声速改正方法，以提高测量的精度，减小声速改正的误差影响。
或者可将长江口深水航道水分成上、中、下游等3个部分。
上游和下游声速变化不大的区域可以采用平均声速改正，中游声速变化大的区域采用剖面声速改正。
3 结束语
文章主要介绍了水深测量中声速改正的常用方法及各种声速改正方法的优、缺点。
通过实测数据比较，对深水航道水深测量声速改正方法进行了分析，找出最适合的声速改正方法，力求使因声速改正引起的水深测量误差降到最低，获得最准确的水深测量数据，确保长江口深水航道的安全通航。
参考文献
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[3] 梁达炜、张宝瑞.声速误差对水深测量影响分析[J].水运工程，2014.
[4] 刘伯胜.水声学原理[S].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2002.
[5] 关致和、赵先龙、王莉娜、阮锐、李胜全等.HY1200声速剖面仪计算测深仪声速改正数方法[J].海洋测绘，2006.
作者简介：
郭兆峰，高级工程师，主要研究方向：海洋测绘及海图制图。