浅谈影响多波束测深系统数据质量的几个问题

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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。

多波束测深数据失真的原因及解决办法

0引言近年来中海油服物探事业部工程勘察作业公司开展了较多的多波束勘测项目，获取了相关海域的多波束测深资料，但在上述多波束勘测数据的后处理成图过程中也发现了一些问题，且这些问题具有一定的代表性。

今后勘探向深水发展，这些问题造成的误差势必更大，必须彻底解决这些问题才能制作符合规范要求的海底地形图件。

本文探寻了多波束测深数据失真的原因并提出相应的解决办法。

1外业测量因素及解决方法1.1多波束安装校准只有当多波束安装参数如横向角度偏差（Roll ）、纵向角度偏差（Pitch ）、艏向角度偏差（Yaw ）、探头相对于导航系统天线的轴向偏差（沿测线方向△X 、垂直于测线方向△Y ）、由运动传感器（motion sensor ）与换能器分离造成的运动传感器偏移误差等经过严格校准后才能获取到可靠的测深数据。

校准并不需要在已知水深地区进行，而是基于不同测量条件下地形数据全局吻合的理念。

Roll 偏差使得海底以前进方向为轴左或右倾斜；Pitch 的存在使得测量的结果发生前（后）位移；Yaw 误差会造成测深点以中央波束为轴位置发生水平旋转。

运动传感器的偏移误差限于运动传感器和换能器是分离的情况（大多数情况如此）。

由于运动传感器测量的姿态并不完全与换能器姿态一致，它们之间的偏差称之为运动传感器偏移误差，包含运动传感器纵轴与船坐标纵轴方向不一致带来的姿态误差，及由运动传感器的姿态误差带来的上下升沉误差[1]。

换能器的起伏与传感器的测量值间相差一个由纵摇和横摇引起的感生起伏（induced heave ），可通过横摇、纵摇及换能器与垂直参考单元之间偏移量、艏向间复杂的关系式加以表述[1，2]。

各参数校准的先后顺序非常重要，一般遵循GPS 时延、Roll 、Pitch 、Yaw 的校准顺序。

为了取得较好的校准效果，要根据校准参数选择在不同特征的地形上进行，且一般要求在水较深处进行。

双探头的多波束系统校准与单探头多波束系统校准并无本质不同，实质是分别对每个探头单独进行校准。

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。

影响载体搭载多波束测深系统数据精度的误差分析

第３４卷
冯湘子：影响载体搭载多波束测深系统数据精度的误差分析
５７
应用较为广泛。
一 … 海面 … ；
ｄｌ
载体
ｄ２
…
海底 … 、
图２载体多波束与船载多波束模式对比
Ｆｉｇ．２ＣｏｎｔｒａｓｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇＩｎｏｄｅｓｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ－ｍｏｕｎｔｅｄＭＢＥＳａｎｄｔｈｅｖｅｓｓｅｌ — ｍｏｕｎｔｅｄＭＢＥＳ
摘
要：相对于船载多波束系统而言，载体搭载多波束系统的精度受更多因素的影响。和压力传感器误差，这些误差会影响栽体搭载多波束所获取的数据质量，降低所获取的水深精度，不利于进一步的分析和解释。本文分析了几类拖体调查水深的影响因素，并结合近期综合深水调查项目中现场所获取的资料，分析栽体搭载多波束数据精度的实际误差，为现场作业和综合分析提供参考和依据。结果表明，作业前的校准工作时载体搭载多波束的数据精度影响较大，而在水深较浅的区域，采用船载多波束的所获取的水深
随着海洋工程勘察向深水迈进，船载仪器的调查方法已经不能满足调查需求，多种载体搭载仪器在水下进行调查的技术愈发成熟。经过近十几年来的应用，船载多波束测深的现场作业规范和解释方法已相当成熟，但相对于船载多波束而言，载体搭载多波束系统需要经过更复杂的归位计算，涉及更多的仪器设备和更多样的影响因素。随着载体搭载

半参数模型处理多波束测深数据系统误差关键问题的研究

式中，Ｇ为：
８
、
阵，
＝（Ｘ， … ，Ｘ）为待估参数；观测噪声
△＝（ △ ．．， △ ），其中△ 一，Ｊ且各 △ ，相互独立；
系统误差ｓ是位置或时间的函数。
式（１）的误差方程及其相应的法方程为：
第１３卷第６期
２０１３住
中国
水
运
Ｖｏ１．１３Ｊｕｎｅ
Ｎｏ．６２０１３
６月
ＯｈｉｎａＷａｒｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ
半参数模型处理多波束测深数据系统误差关键问题的研究
方叉万文明
（长江南京航道工程局安庆航道工程处，江苏南京２１００００）
＝
、
半参数模型基本原理
设声速和姿态测量等误差对测深数据造成的系统误差
Ｓ，则测深观测值Ｌ可表示为：
Ｌ＝十＋△ （１）
ＧｒＧ
（７）
，
式中，观测量Ｌ＝（．．．，），为月× ｔ维设计矩
构造拉格朗日函数：
，
Ｓ，）＝ＶＰＶ＋册
＋２Ｋ（ｚｚ＋Ｓ — Ｌ— Ｖ）
（５）
一
ｌ
＝
— ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１
法方程的解为：
一

多波束换能器艏线偏移对多波束测深质量的影响

文章编号!"#$#%"$&&’(""&)"*%""(*%"(中图分类号!+,*-.#文献标识码!/多波束换能器艏线偏移对多波束测深质量的影响肖付民0刘雁春0暴景阳’大连舰艇学院海洋测绘系0辽宁大连&&,"&1)23456647896:;<8=>4?@A B =C D >=?C ;E 9F834G 9;F H =F IJ K L M N O %P Q R 0S K +T U R %V W O R 0/L M X Q R Y %Z U R Y摘要!多波束换能器艏线偏移是影响多波束测量精度的因素之一[通过理论分析和实例数值计算0分析了多波束艏线偏移对所探测海底点平面位置和深度的影响0阐述艏线偏移的校正和改正方法[关键词!多波束换能器\艏线偏移\校准方法一]引言目前0多波束测深系统作为高精度]高效率的测深系统0在海洋开发]海洋地理环境调查等方面拥有广阔的应用前景[作为高精度海上测深仪器0其同样受到众多因素的影响0其中多波束换能器艏线偏移’简称艏线偏移)就是影响探测精度的主要因素之一0许多相关的多波束资料反映出它并不像其他系统误差’如横纵摇偏移]延时效应等)一样引起作业人员的广泛探讨和细致研究0因此0本文对此通过数值计算作进一步探讨[二]艏线偏移艏线偏移是由于多波束的发射接收面纵向轴线与测量船船艏线不一致而造成的一个偏移量’本文用^表示0下同)0有时也称多波束刈幅偏差[它主要是由于安装]校准过程不准确产生的一种系统误差[如图&所示0艏线偏移的存在造成了测量实际状态基准线与数据处理基准线不统一0直接给测量数据附加一个偏移值[应该注意到由于其属于系统误差且在安装仪器后即为一个固定的常数0在测量过程中不经过再校准过程很难发现[相对传统的回声测深而言0只要换能器安装基本正确0艏线偏移一般不会影响测深精度[相对多波束采用横断面测深方式0艏线偏移直接影响了探测海底点的平面位置和水深值以及多波束探测有效探测宽度0因而必须引起重视[图&艏线偏移示意图三]艏线偏移对多波束刈幅内点的水平位置和水深影响多波束测量过程中因为艏线偏移^的存在0使得波束面与测量船航向不垂直’测量船船艏线方向)\而在进行多波束测深数据处理时0采用的是与测量船船艏线方向垂直直线作为数据归算的基准方向’图&中的数据处理基准)[艏线偏移使数据归算的基准方向发生了偏移0导致测量结果产生附加误差[利用波束传播规律可推导出所测波束内海底点的平面位置和水深在不同程度上产生了位移和偏差’图()0用数学公式表为_‘ab c Q R^_d ab eb V f c ^g hi_j a_‘k U Rl ’&)式中0’‘0d 0j)表示测量船坐标系的坐标0这里‘轴方向为舰’船)艏线方向mm 从船尾指向船艏\d 方向为指向测量船左舷\‘d 平面与船切水方向垂直\j 方向与‘d 平面垂直向上0与‘0d 轴组成右手坐标系\b 表示多波束换能器中心至海底点的水平距离\^表示艏线偏移角\_‘表示海底点测量值与计算值在平行测量船航向上的水平位移\_d 表示海底点测量值与计算值在垂直测量船航向上的水平位移\_j 表示海底点测量深度值与计算深度值差值\l 表示海底的倾斜度’为说明问题0计算时假设在平行测量船航向上有("n 倾斜)[图(艏线偏移产生的海底点位水平位移根据上述公式0本文对水深o "P ’按刈幅宽为-倍水深计算0多波束探测宽度为左右各*-P )]艏线偏移角^为".&n 至(."n 的情况分别进行了数值计算0表&p 表o 仅列出部分计算结果[表中q 表示刈幅内相对垂直波束垂直轴的水平距离’又称测量船横向水平距离)0单位P \偏移’对应表中数字)表示海底点的坐标偏移_‘0_d 0_j 0单位为V P [表r 水深点s 轴方向坐标偏移H sV Pq t P^t ’n )".&".(".o ".#".-".,&."&.-&.1(."&"o ","*-&.*--.(#&".#*&o ."$o .#$&".#*(".$#(,.&1-.(#&-.*&o &.#(o $.(*,.$1(".$##&.1$-(.o ,1.*o (,.&1-(.o ,,-.#-&".#*o &.#(,(.1o *1.-#&*.#--(.o ,&"#.*&&o ".1$(,.&1*1.-o &-*.",&$,.o o o &.#&$#.(o &11.#,(o -.-1o #.$"&"#.*"("$.#"(,&.*-*((""&年第*uu u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u 期测绘通报表!水深点"轴方向坐标偏移#"$%&’%(’)*+,-.,-/,-0,-1,-2,-3.-,.-2.-4/-,.,0,3,52,-,,,-,,,-,.,-,.,-,.,-,/,-,1,-,2,-,.,-,1,-,4,-.,,-,/,-,5,-.2,-.4,-,1,-..,-/0,-/6,-,2,-.3,-00,-1.,-.2,-13,-6..-.1,-01.-,0/-,3/-25,-16.-14/-630-5,,-3..-400-331-25表7水深点8轴方向坐标偏移#8$%&’%(’)*+,-.,-/,-0,-1,-2,-3.-,.-2.-4/-,.,0,3,52,-31.-6.0-4.1-53.-/50-4.5-3/6-20.-6.2-5/..-10.1-/6/-215-3/.2-/2.6-,30-.46-20.6-,3/0-4/0-4...-10//-45/4-263-02.6-,304-..15-316-20/4-2425-.55.-13..-1001-0,34-3,42-51./-5,04-..53-/.62-/5从上述的计算结果来看9尽管数值计算中的艏线偏移角仅有,-.*:/-,*9但对测深点沿测线方向上左右产生了.-52:/3.-52$%的偏差;垂直测线方向上左右产生了,-,:1-25$%的偏差<在假设沿测线方向海底有/,*倾斜度的情况下9使得测深点的水深产生了上下=,-31:=62-/5$%的差值<单以,-/*艏线偏移角为例93,%测量船横向水平距离上9其沿测线方向上左右产生了=/,-61$%的偏差9垂直测线方向上左右产生=,-,1$%的偏差9测深点的水深上下产生=5-3/$%的偏差<还应该认识到(的存在直接导致水平误差)即点位错位+9同时使得在不平坦海底点的位置附加一个错误的水深值9即导致了测量刈幅内各深度点错误的平面位置和错误的水深值9这样就影响了测图的质量<因此9在多波束测深数据处理中应引起足够重视9采取一定的措施加以消除<图0给出了>?9>@9>A 与艏线偏移角和横向水平距离关系示意图9分别为>?B0,$%9>@B0$%9>A B 0,$%的等值线图<从图0和上述各表可知9艏线偏移角的存在对平行测线方向)?方向+产生的偏差影响最大9垂直测线方向)@方向+影响要小一些<随着发射波束入射角)相对多波束探测宽度+和水深的增大产生的偏差也会随之增大9影响也就越明显;特别是对平行测线方向产生的偏差影响<如图0所示9要使得>?在52%范围内小于0,$%9则(必须小于,-/*<同时随着海底倾斜度的增大以及变化剧烈的复杂海底地形9水深误差和水深值错位会更大)在刈幅边缘最为显著+<C D E F海道测量标准第G H 11I 的最低标准规定J 一级测量水平位置精度=/%K 水深精度的误差限差=L /2M),-52&+/N O $%;二级测量水平位置精度=2%K 水深精度的误差限差=L 2,M).-0&+/N O $%;三级测量水平位置精度=/,%K 水深精度的误差限差=L .,,M)/-0&+/N O $%)&为海底深度9$%单位+等<.666年版F 海道测量规范I 规定J 水深测量定位中误差不超过图上=.-2%%)大于.J 2,,,比例尺+9深度测量极限误差为=0,$%)P/,%水深+K =1,$%)/,%P 水深P0,%+等<对照规定并结合上述计算结果和等值线图9很显然以,-/*艏线偏移角为例93,%测量船横向水平距离的测深点产生的误差对测量结果的贡献已很大;艏线偏移角的存在不但影响了多波束测量数据的位置和水深精度9而且使得多波束刈幅内满足精度要求的水深点的个数减少9极大地限制了多波束的有效探测刈幅宽度9从而导致了多波束探测效率的降低<四K 消除艏线偏移影响的方法Q -检测艏线偏移的方法上面的分析计算说明多波束艏线偏移角的存在对多波束测量成果精度产生较大影响9是不能忽视的误差因素<因而9一旦多波束安装完毕后9仍需要对多波束基阵的波束发射接收指向作进一步的检测<本文认为可采用/种方法求得艏线偏移角)以下)R 9S+坐标为测图坐标系中的坐标+<).+第一动态检测法如图1所示9假定海底有一规则固定目标T )多波束能够识别+9其坐标未知;检测环境选择水面平静且检验水域无跃层)盐K 温K 密度跃层+的地方;当安装多波束的同一测量船从目标左右两侧通过时)两航向最好平行K 同向与目标距离有一定距离+9利用多波束可以测得测量船与海底目标的水平距离U .9U /9并同时测得测量船位置)R .9S .+9)R /9S /+;可以建立如下方程J)RVR .+/M)S VS .+/BU /.)RVR /+/M)S VS /+/BU W//)/+解方程组9可得目标点的坐标)R 9S +9参见图2<通过上述方程组计算的目标点的坐标)R 9S +9测量船位置点)R .9S .+或)R /9S /+与实际假定无艏线偏移条件下测得的目标位置)R X 9SX +9组成三角形可以计算艏线偏移角(<(B Y Z $[Y \S X VS .RX VR .V YZ $[Y \S VS .RVR .)0+图1校准示意图)/+第二动态检测法如图2所示9假定海底有一规则固定目标T )最好为规则形状物体且能被多波束探测到其坐标已知检测4/测绘通报/,,.年第5]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]期通过比较!我们取函数"#!$%"&’()*+,-.作为协方差函数/式中"&%01#%,23#1+,4.*%+5#(5$.36+7#(7$.83!#!$为水准重合点点号9先验协方差采用下式计算:"#!$%01#%,0;$%,+2#(2.+2$(2.;+3&.式中!2%01#%,2#19#!$为某一固定距离的两端点点号9;为这一固定距离的对点数/在选区不同的固定距离之后!我们就可以得到在不同的距离下的先验协方差/这样!我们就可以把式+,-.线性化后得到一个包含待定参数)的一元方程组!采用最小二乘法解得)后!代入式+,-.!进而利用协方差函数重新求解"#!$!并组成协方差矩阵/另外需要注意的是:式+,4.和式+3&.中的2表示的是高程异常值!可是当采用拟合推估的两步极小解法时!它就表示的是拟合残差值/计算方案设计如下:方案一!加权平均法9方案二!二次曲面法9方案三!移动二次曲面法9方案四!<=>?@多面函数法9方案五!拟合推估正常解法9方案六!拟合推估两步极小解法!函数模型采用<=>?@多面函数式+A .!其中平滑因子B %&/计算结果见表,/表C 各种计算方案精度比较D方案一二三四五六外部符合精度E&F AG AE&F G A 3E&F &G 3E&F &-HE&F &I -E&F &,,由计算结果可以看出!拟合推估的两步极小解法由于同时考虑到了高程异常的趋势性和随机性!所以在理论上更为合理!实践计算中也确实能提高计算精度/参考文献:J ,K 杨元喜!刘长建F 似大地水准面的确定J L KF 大地测量学的发展J MK F 北京:测绘出版社!,44N F J 3K 吉渊明!赵水泉F 曲面拟合法求O P Q 网正常高的几点认识J RK F 测绘通报!,44-!+A .FJ H K 乔仰文!辛久志!王晓辉!等F O P Q 高程转换的若干问题的研究J RK F 测绘通报SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS!,444!+,,.F +上接第3-页.环境选择水面平静且检验水域无跃层+盐T 温T 密度跃层.的地方!当安装多波束的测量船从目标一侧通过时!利用测得的测量船位置+U ,!V ,.T 多波束测得的海底目标位置+U W !V W .和海底目标的已知位置+U !V.9同样方法可以利用公式+H .!求得艏线偏移角X /当然!为了精确求得艏线偏移角X !可以通过对海底目标进行多次测量!利用平差原理求得艏线偏移角X 的最优估计值/由于第二种方法借助于已知点进行检测且容易获取多余观测数据进行平差!因而它比第一种方法精度要高!便于实施!只不过对校准目标的位置T 形状和大小有较严格的要求/图I 海底目标实测位置与准确位置关系图Y F 改正方法当多波束艏线偏移角X 检测出以后!第一种方法是对多波束换能器进行重新安装和校准/由于重新安装对测量船只而言是一项非常复杂的工程!例如涉及到船体的开洞T 焊接等!使得此种方法实施比较困难!因此只有当多波束艏线偏移角X 特别大时!才用此法/第二种方法是将多波束艏线偏移角作为一个常数改正项加入数据实时或后处理过程的程序中+附加测量航向一偏移量或将计算的坐标偏差加入相应的坐标.!达到减弱或消除艏线偏移角的影响!而且此法易于实施/五T 结束语多波束艏线偏移角是仪器在安装后产生的多波束系统误差之一/我们还对测量船横向水平距离,&&D ZI &&D +相对更大水深.范围测深点的?5!?7!?[进行了计算!计算结果+略.与上述图表类似!只不过偏差更大!影响更为明显/因此!随着多波束探测宽度和深度的增大!特别对外侧波束而言!为了达到\规范]和Q ^G G 的精度要求!又要提高作业效率!必须提高多波束艏线偏移角的确定精度!减小此类误差的影响/通过上述数值计算和现有仪器的测角精度!本文认为要满足多波束高精度高效率的探测要求!建议最好将多波束艏线偏移角减小到&F ,_或更小/参考文献:J ,K 黄谟涛!等F 多波束和机载激光测深位置及姿态影响研究J RK F 测绘学报!3&&&!+,.FJ 3K 李家彪!等F 多波束勘测原理技术与方法J ‘KF 北京:海洋出版社!,444FJ H K R a b c a d e F e @f =D g h M =i g j >=k g l fl m ‘n i k g j o =D Q @p k o D p J ‘KF d o k q o >i =f ?p :e o i m k r f g s o >p g k @P >o p p!,44-F ,H 3&&,年第A tt t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t t 期测绘通报。

多波束测深及影响精度的主要因素

区域治理调查与发现多波束测深及影响精度的主要因素刘晓金1 宫帅良21.交通运输部北海航海保障中心天津海事测绘中心，天津 3000002.内蒙古水利水电勘测设计院，内蒙古呼和浩特 010020摘要：本文结合笔者参与的某流域某河道水深测量的工程案例，探讨了影响多波束水深测量精度的几个因素，包括定位精度，定位时延、横摇、纵摇、艏摇，系统测深精度，各设备间的距离精度，声速测量，验潮精度，数据覆盖密度，数据处理剔除噪声等，并结合工程案例重点探讨了横摇、纵摇、艏摇对测深精度的影响，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：水深测量；多波束；精度；影响因素目前，多波束测深系统已经向集成化与模块化方向发展，数据处理也实现了软件自动化处理，随着某流域水利水电建设测绘技术的发展，笔者所在单位引进成套的多波束测深系统，主要设备包括：Sonic2022声呐系统、GPS罗经、姿态仪、声速剖面仪等，主要软件包括：R2Sonic 声呐控制软件、QlNSy数据采集软件、CARlS数据处理软件等，在许多工程中发挥出了巨大的作用。

一、多波束系统工作原理多波束测深系统是组合设备系统，GPS罗经可以进行瞬时定位，姿态仪可以确定瞬时姿态参数，声呐探头可以探测瞬时水深，将这些设备测量的数据进行整合计算并加以改正，便可得出准确的水深数据。

多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向水下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水下地形的照射脚印，对这些脚印进行适当的处理，探测瞬间就能测量出与航向垂直的垂面内上百个甚至更多的水深值。

二、影响多波束测量精度的因素1定位精度影响定位精度除受定位设备的精度直接影响外，主要还受水下地形的影响，定位误差对水深点的影响是改变了具体位置处的真实水深值。

测量时采用的GPS罗经是TrimbleGPS定位系统，该系统使用信标差分技术进行位置定位，定位精度优于±1m，测区水下地形坡度约为1:20，±1m的定位误差在坡度线上对水深产生±0.05m的影响，完全满足水下地形测量精度要求。

海测技术▏浅谈声速在多波束水深测量中的影响及对策

海测技术▏浅谈声速在多波束⽔深测量中的影响及对策多波束系统是计算机技术、导航定位技术、姿态传感技术、海⽔⽔⽂参数⾃动获取技术、图像处理技术等多项技术的⾼度集成。

根据国际海道测量规范IHO S-44 的要求，等级为特等的区域（港⼝、锚地和具有最⼩富余⽔深的相关航道）要求使⽤全覆盖扫测，对于等级为⼀等的区域（港⼝、⼊港航道、推荐航道和⽔深在100m以内的沿岸⽔域）只要求特殊⽔深进⾏全覆盖测量，现在多波束主要⽤于航道、锚地、障碍物的扫测、浅点加密以及⼀些⼤⽐例尺的⽔深测量；其中，声速是影响其测量精度的⼀项重要因素。

通常，在某⼀测区内从海⾯到海底的声速值并不⼀样，⽽是存在着不同的声速层，使声波射线发⽣弯曲，这样就与理论产⽣不⼀致；如果在平坦的区域，实际声速⼤于改正声速，多波束测得的测幅内的横断⾯⽔深图曲线两侧是向上翘，成笑脸，相反，横断⾯⽔深图曲线两侧向下压，成哭脸，从⽽产⽣⼀个深度误差和位置误差。

⼀、声速的概念及影响声速的⼏点因素⒈声速的概念单位时间内波阵⾯（等相位⾯）传播的距离为声波传播的速度，简称为声速，在海⽔中，该值⼀般在1420～1550m/s范围内，⽐空⽓中的声速快4倍多。

⒉影响声速及测量的⼏点因素由于海⽔的不均匀性和多变性，海⽔的密度和体积压缩系数是海⽔温度、盐度和静压⼒（与⽔深有关）的函数且随时间变化，因此海⽔中的声速也是温度、盐度和静压⼒的函数，由此可见，获得准确的声速数值，对⽔深测量的准确度⾄关重要。

此外，由于海⽔为⾮均匀介质，在海⽔中含有各种杂质，如海⽔中的⽓泡、悬浮物、海洋⽣物等，其中特别是海⽔中所溶解的⽓泡，对声波传播有⼀定影响；对外业测量⽽⾔，当测量船经过前边船舶航迹的尾流，或者测量船倒车时，由于多波束换能器安装不当，导致换能器下⼤量⽓泡的存在，其都能对测量⼯作造成很⼤影响，甚⾄⽆法正常⼯作。

⽬前在外业测量中，⽐较常⽤的获取海⽔中声速的⽅法主要为利⽤声速剖⾯仪直接测量。

声速剖⾯仪的⼯作原理⽐较简单，其不断发射⾼频短脉冲，当接收到前⼀个短脉冲的回波后，便⽴即发射下⼀脉冲；声速测量仪记录每秒钟脉冲的发射次数（即脉冲重复频率），再乘上每隔短脉冲在海⽔介质的已知声传播路程，即可获得海⽔介质的声传播速度。

多波束姿态校准误差对测深数据影响分析

多波束姿态校准误差对测深数据影响分析摘要：在日常水运工程测量过程中，多波束测量逐渐普及，多波束测深的数据处理尤其重要。

而在多波束测量三维定位数据处理中仪器安装姿态校准非常重要，Roll、Pitch、Yaw数值的校准偏差会直接影响到测量数据的归位精度。

随着多波束测深仪器的逐渐更新，测量深距比值在逐渐增大，测量效率也越来越高，对船型姿态的要求也需更加精密。

结合多波束测量的数据在内业中的归算原理，对船舶仪器安装姿态的校准误差与测深数据归位影响进行具体分析，用表格形式展现仪器安装姿态校准偏差带来的三维误差，以方便在多波束测量数据处理中，对以上三者的精度进行相应的把控。

关键词：多波束测深系统；姿态校准；三维定位多波束测深系统在水运工程测量中应用越来越广泛，而国内外的研究更多的体现在提高其计算效率、优化多波束测深的测量精度，而关于在实际测量中应该把多波束姿态校准误差控制在多少范围内没有具体的分析，本文根据多波束测量的数据的归算原理，分析仪器安装姿态校准误差带来的影响，以方便在数据处理中对其进行把控。

1多波束测深原理多波束测深系统，是能够一次获取与测量船航向垂直方向上的几百个海底点的水深和水平位置的数据，它能够快速精确的测出沿着航向一定宽度、角度内的水下目标的大小、形态和高度的变化，从而可靠地绘制出海底地貌的详细特征。

多波束测深系统具有测量范围大、测量效率高、测量精度高的优点。

多波束测量的数据归算原理如下。

多波束系统采用发射接收指向性正交的两组换能器阵获取一系列垂直航向分布的窄波束。

系统声信号的发射和接受由方向垂直的发射阵和接收阵组成。

发射阵平行于测量船龙骨方向排列，并呈两侧对称向正下方发射船纵向角度比较小、船横向角度比较大的扇形脉冲声波，现在常用多波束测深系统船横向角度可以达到160°甚至更大，纵向开角一般控制在2°以内。

接收阵沿船正横方向排列，在波束控制方向上接收方式与发射方式相反，以纵向比较大的角度、横向比较小角度接收来自海底照射扇区的回波。

海洋测绘技术中常见的问题与解决方法

海洋测绘技术中常见的问题与解决方法在现代海洋探索与开发中，海洋测绘技术被广泛应用于海洋资源勘探、海洋环境监测、海事管理等领域。

然而，在海洋测绘过程中，常常会遇到一些问题，如多波束测深技术的精度限制、数据处理与分析的困难、设备故障等。

本文将着重探讨这些常见问题，并提出相应的解决方法。

一、多波束测深技术的精度限制多波束测深技术是目前海洋测绘中最常用的测深手段之一。

然而，由于水下地形复杂、海洋环境变化等因素的影响，多波束测深仪常常会受到精度限制。

为了提高多波束测深技术的测深精度，可以采取以下措施：1. 优化多波束测深仪的设计。

在设计多波束测深仪时，应尽量提高其工作频率和发射角度，以增加数据采样点密度，从而提高测深精度。

2. 引入辅助技术。

例如，可以在多波束测深仪中加入GPS定位系统，实时获取测量位置信息，以消除船舶运动对测深结果的影响。

3. 结合其他测深手段。

多波束测深技术可以与声呐测深、摄影测深等手段相结合，综合利用各项测深数据，提高整体的测深精度。

二、数据处理与分析的困难海洋测绘中常常产生大量的数据，处理和分析这些数据是一个复杂的过程。

为了充分利用这些数据，提高其应用效果，可以采取以下解决方法：1. 优化数据处理算法。

通过改进计算方法和算法模型，提高数据处理的准确性和效率。

2. 开发专业软件工具。

针对海洋测绘领域的需求，开发相应的软件工具，方便数据的处理与分析。

这些工具可以包括数据可视化、统计分析、模型建立等功能。

3. 建立数据共享平台。

通过建立海洋测绘数据共享平台，促进各部门间的数据交流与合作，提高数据利用效率。

三、设备故障与维护海洋测绘工作常常需要依赖各种测量设备，然而这些设备在使用过程中可能会出现各种故障，例如传感器失灵、电缆断裂等。

为了及时解决这些问题，保证测绘工作的顺利进行，可以采取以下措施：1. 进行定期设备维护。

定期对测量设备进行维护和检修，及时更换老化和损坏的零部件，保证设备的正常运行。

实用文档其他之外业测量因素对多波束测深系统的影响分析

外业测量因素对多波束测深系统的影响分析摘要：本文主要介绍外业测量中多波束换能器安装、船速、船体震动以及测区声速对多波束测量的影响。

通过对比不同条件下多波束测深系统采集数据的质量，分析外业因素对所采集数据的影响，以期为使用小型船舶测量的外业参数提供参考。

关键词：多波束测深系统；换能器；gps；流噪声；空化中图分类号：p229.1 文献标识码：a 文章编号：1003-5168（2017）07-0097-02abstract： this paper mainly introduced the field measurement of multibeam transducer installation， speed，vibration and sound velocity measuring area hull of multibeam measurement effect. by comparing the quality of data collected by multibeam echo sounder under different conditions， this paper analyzed the influence of foreign factors on the collected data. the author hopes that the research in this paper can provide reference for external parameters of small ship survey.keyword： multibeam echo sounder；transducer；gps；flow noise；cavitation1 多波束测深系统多波束测深系统（multibeam echo sounder，mbes，以下简称多波束），又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等，能快速准确地获取大面积海底形态信息，为海底地形地貌勘测提供了一种有效手段[1]。

海测技术▏多波束测深数据中系统偏差的改正方法

海测技术▏多波束测深数据中系统偏差的改正方法一、引言多波束测深系统是一种由多传感器组成的复杂系统，具有扫幅宽、全覆盖、高效率和高精度的特点，可完成全海洋的高精度海底地形探测任务，在海洋活动中应用非常广泛。

按照国际海道测量组织（IHO）规定的指标，多波束测深系统的测量精度等级分为特等、一等、二等和三等共四个等级，同时在定位精度等方面也有相关对应的要求。

由于系统的复杂性和海上工作环境的动态性，多波束测深过程中存在多种误差源，使得测深数据不可避免地出现多种误差，包括系统内部各种参数设置不合理引起的误差，以及各项外部环境因素造成的误差。

主要包括：⑴由于设备的自身噪声、海洋浮游动物返回的信号、多波束换能器参数设置不合理、定位定姿异常等多种因素，使得原始数据中出现明显异常。

⑵因传感器安装、声速、姿态、吃水、潮位等因素导致的测量误差属于常见典型系统误差，如受外界因素特别是风、浪、流冲击影响，多波束换能器横摇安装偏差并不为一常值，而在测量过程中存在线性变化，因此会导致条带之间产生“V”系统偏差⑶换能器安装不牢固或与测量平台产生共振、姿态传感器与船体之间存在轴向不平行、姿态仪时间延迟不固定等问题均会导致姿态传感器测量值不能补偿换能器实际姿态变化，因此会在条带内产生“褶皱”状和“蝴蝶”状系统偏差。

⑷潮位资料缺失或潮位控制不完备等问题易引起测深数据潮位改正不完善，从而引起条带数据出现拼接断层等系统偏差；表层声速或水体内声速测量不准确则会导致测深数据出现“笑脸”或“哭脸”状折射残差。

⑸多波束发射阵在制造和使用过程中行波管和大功率微波开关的损坏，表层声速仪被海洋生物或淤泥堵住造成的表层声速测量误差。

⑹波束形成过程中出现的故障，比如时间延迟、波束导向、底部检测。

除此之外，设备性能问题以及核心零部件保养不当也是引起测深数据产生较大系统偏差的因素之一。

这些因素造成每ping一些固定序号的波束旅行时或波束发射角存在系统误差，引起这些波束号的测量位置发生系统性偏移，严重影响测深数据的精度以及后续处理工作。

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。

多波束海洋测绘的误差来源及控制分析

多波束海洋测绘的误差来源及控制分析摘要：多波束海洋测绘技术具有极为广泛的实用价值和科研作用。

本文以多波束海洋测绘技术的误差来源以及控制举措为主要研究对象，针对多波束海洋测绘技术进行多角度、多层次、多维度的分析和阐述，结合笔者多年从事多波束海洋测绘工作的科研经验，提出多波束海洋测绘技术误差来源的多种可能性，以及行之有效的管控策略和发展建议。

仅供参考。

关键词：多波束；海洋测绘；误差控制引言：海洋测绘工作，实现海洋资源开发的前提和基础，也是我国海洋产业创新发展的保障和核心。

一方面，多波束海洋测绘技术具有多种的技术优势和发展价值，能够替代单波束测绘技术的不足和缺陷，另一方面，多波束海洋测绘技术存在一定的误差问题，需要针对误差的来源进行控制和分析，提升测绘技术的精准性和高效性。

1.多波束海洋测绘技术的基本原理多波束海洋测绘技术，是利用多波束的基本原理，能够对海底进行测绘和测量，了解海底地貌的情况。

该技术回声探测系统，需要结合计算机、数字传感器、导航设备以及水声定位系统等一系列技术，属于极为复杂的测绘技术。

多波束的工作原理，是根据声波的传递作用，结合多种声波接收器，实现声波多种角度的接收和发射，实现对不同海底区域的探查和分析，最终利用计算机对接收的各项数据进行计算和研究，明确对应的测绘数据。

一方面，多波束海洋测绘技术能够实现航向垂直方向的测绘深度，另一方面，在测算过程中，对应的测算设备相对较多，能够实现多种设备的联动操作。

与传统单波束测绘技术进行比较，多波束海洋测绘技术能够实现测绘面积更加广阔、测绘效率更加显著、测绘位置更加精准等一系列优势和特点，能够实现测绘船只航行和测绘工作的同步开展，适宜于我国相对广阔的海域。

随着科学技术的发展，现阶段已经发展为三维立体模式的测绘体系，能够让测绘人员展现更加具体的海底框架，能够提供多个方面的精准预测。

1.多波束探测技术的核心优势多波束具有高精度、可视化、全覆盖的测量优势，能够与其他海洋测绘技术进行全方位的对比，同时能够实现单波束姿态校正问题的有效规避，能够实现对多种地形的勘察和分析，并且声音勘察的渗透程度极强，能够满足大部分海底勘测任务的实施。

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。

背景噪声：在测量过程中，由于声纳、船体电子、气泡断裂、螺旋桨和发动机引起的自身噪声一般可以控制，而其他声源如波浪、潮汐、流速、地震、海洋生物和其它船只引起的环境噪声，一般不可控制。

多波束水深测量数据处理及思考参考

多波束水深测量数据处理及思考顾顺隆(上海海事局海测大队)摘要：根据多波束测深及其辅助传感器测量原理，对多波束数据处理方法进行了探讨，并对各种误差影响进行了思索。

关键词：多波束坐标系传感器系统偏差归算误差1 前言随着科技的发展，水深测量方法已经从测杆、测绳测深发展到超声波测深；从电火花测深记录纸模拟输出到数字化输出、断面图像文件(无纸化)输出；从单波束线测深发展到多波束面测深；从六分仪定位发展到GPS定位；从人工测量方式发展到自动化数据采集。

伴随着测深技术的进步，我们的测量能力和测绘成果的质量得到了空前提高。

多波束测深仪是单波束测深仪的发展，其显著特点是能一次发射和接收一列波束，在测量船速等控制得当的情况下，多波束测深仪可以对一个区域进行全覆盖的面测深，这是对单波束测深技术的巨大改进。

多波束测深技术的应用，不仅提高了外业测量的作业效率，同时也提高了野外探测能力；不仅为水深测量提供了方便，也为沉船或沉物的寻找、暗礁或浅点的探查提供了方便。

随着多波束测深技术的全面推广应用，大家赞叹着技术进步带来的便利，但同时也出现了一些令人疑惑甚至令人担忧的问题，需要从实践和理论两方面进行分析研究，如，单波束测深仪或旁侧声呐测到的某些目标，多波束却未能测出。

问题的存在，引人思考：面对技术进步，不仅要引进新技术，还要能够及时消化和吸收；不仅提高设备的技术水平，还要同时提高作业人员的技术素养。

以下是对多波束数据处理等的初略探讨。

2 多波束系统的坐标系多波束测深系统是多传感器组成的综合系统，除了多波束测深仪和定位仪器外，还包括测定船舶航向的电罗经、测定纵摇横摇的姿态传感器及测定上下起伏的涌浪滤波器等辅助测量设备。

只有当它们相互匹配时，才能正常开展测量工作。

为了方便叙述及公式推导，本文定义和使用如下的坐标系统：2·1测量船坐标系(XbYbZb)右手系，往船艏方向看，向左为X轴正向，与船艏艉线平行为Y轴正向，垂直向下为Z轴正向，坐标原点一般选在多波束探头发射中心。

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。

浅析多波束测深系统安装误差校正研究

浅析多波束测深系统安装误差校正研究
古保春
【期刊名称】《珠江水运》
【年(卷),期】2016(0)5
【摘要】本文基于笔者多年从事海洋测绘的相关工作经验,以广州港出海航道竣工验收测量为例,介绍了SONIC 2024嵌入式宽带超高分辨率多波束测深系统,整个测深系统中的DGPS、水声换能器、光纤陀螺(罗经)设备仪器安装时,所产生的GPS 时间延迟、横摇、纵摇、艏摇系统误差进行分析,采用一定的校正方法来减少误差,以提高水深测量的精度,测定出系统安装时偏差数值,提供内业数据处理时加以改正,并针对实际工作得出结论和提出有关的建议.全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.
【总页数】3页(P64-66)
【作者】古保春
【作者单位】广州海事测绘中心
【正文语种】中文
【相关文献】
1.增量式编码器安装误差校正
2.多波束测深系统的安装校准
3.多波束测深系统换能器的安装校准分析
4.多波束测深系统安装偏差探测及修正
5.基于三维传感器的测斜仪安装误差校正分析
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多波束测深数据出现失真的因果分析

多波束测深数据出现失真的因果分析
多波束测深数据出现失真的因果分析
分析了多波束测深系统在外业数据采集和内业数据后处理过程中出现失真的多种因素,列举了几种多波束测量数据失真的图例,并提出避免多波束测量出现失真的建议.
作者：郭发滨周兴华陈义兰GOU Fa-bin ZHOU Xing-hua CHEN Yi-lan 作者单位：国家海洋局,第一海洋研究所,山东,青岛,266061 刊名：海洋测绘ISTIC 英文刊名：HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTING 年，卷(期)：2008 28(1) 分类号：P229.1 关键词：多波束测深海底地形失真外业数据采集数据后处理。