现代深水多波束测深系统简介
多波束测深系统简介
一遍。正因为多波束条带测深仪与其它测深方法相比具有很多无可
比拟的优点，仅仅近20多年时间,世界各国便开发出了多种型号的多 波束测深系列产品，20世纪60年代初开始，相继研制了几种类型的 多波束测深系统，最大工作深度200～12000米，横向覆盖宽度可达 深度的 3倍以上。 目前世界上主要有美国、加拿大、德国、挪威等国家在生产此 系统，国产多波束尚处于调试阶段，无市场化应用。
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： •
四、多波束测量误差来源与分析
• 上一节质量控制里也涉及了一部分误差来源和分析的知 识，在这一节在做详细说明。 • 误差来源一般分为系统误差和偶然误差，系统误差是系
统本身的稳定性所造成的，我们无法改变，我们能改变的
仅仅是偶然误差，那么偶然误差的来源又有那些呢？ • 一、海况影响 • 罗经就类似人的大脑，它对平衡的调节能力有一定
越，其技术进步的意义十分突出。
单波束
多波束
First contact of the beam on the seafloor
Dozens/hundreds of independent beams on seafloor
• 2、多波束组成 •
多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统,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。自70年代问世以来就一直以
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用小浪底水利枢纽位于中国湖北省荆州市沙市区，是一座以防洪和发电为主要功能的水利枢纽工程。
作为国家重点工程之一，小浪底水利枢纽在保障当地水利安全和发展经济方面起着至关重要的作用。
近年来，随着科技的不断进步，水利工程领域也逐渐应用了更加先进的技术设备，其中包括Sonic 2026多波束测深系统。
本文将介绍这一先进技术在小浪底水利枢纽的应用情况。
Sonic 2026多波束测深系统是一种用于水下测深的先进设备，它能够通过多波束扫描技术高效地测量水下地形，获得精准的水深数据。
与传统的单波束测深设备相比，Sonic 2026能够在同一时间内获取更多的水深数据，并且具有更高的测量精度和覆盖范围。
它在水利工程中具有广泛的应用前景。
在小浪底水利枢纽，Sonic 2026多波束测深系统被应用于多个方面。
它被用于枢纽水库的水文测量工作。
通过使用Sonic 2026进行水文测量，工作人员可以更加精准地了解水库内部的地形特征和水深分布情况，为水库管理和调度提供重要的数据支持。
Sonic 2026还广泛应用于枢纽下游河道的测量工作。
河道的水深和地形变化对于洪水防控和航道维护都具有重要意义，而Sonic 2026的高效测量能力使得这些工作可以更加迅速和准确地完成。
除了在水文测量方面的应用之外，Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽还发挥着其他重要作用。
在水下建筑物的巡检和维护中，Sonic 2026可以帮助工作人员快速准确地获取水下结构的信息，为后续的维护工作提供重要参考。
Sonic 2026还能够对水域生态环境进行监测，帮助保护和恢复水域生态系统的健康。
在实际的工程应用中，Sonic 2026多波束测深系统展现出了许多优秀的性能。
它具有较高的测深精度和分辨率，可以满足水利工程中对于精准数据的需求。
Sonic 2026操作简便，便于工程人员上手操作，并且能够在恶劣环境下稳定工作。
多波束测深系统在水库库容曲线测量中的应用
多波束测深系统在水库库容曲线测量中的应用摘要：多波束测深系统的应用，为大中型水库的水下测量工作提供了优质的解决方案，为水库管理者进行科学化管理和决策提供了技术支撑。
关键词：多波束测深系统；库容曲线1.多波束测深系统简介多波束测深系统也称声纳阵列测深系统，利用超声波原理进行工作，系统由GPS定位系统、多波束换能器（探头）、光纤罗经、声速剖面仪、水深数据采集处理器、数据处理软件等构成。
与传统的单波束测深系统每次只能获得测量船垂直下方一个深度值相比，多波束测量能够获得一个条带覆盖区域内多个测量点的深度值，实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越，两种测量方式如图1所示：图1多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海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水下地形的照射脚印，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垂面内上百个甚至更多的水深值，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，比较可靠地描绘出水下地形的三维特征。
2.项目概况岗南水库位于河北省平山县岗南镇附近的滹沱河干流上，距省会石家庄58km，是滹沱河中下游重要的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，控制流域面积15900km2，总库容15.71亿m3，水库以防洪、供水、灌溉为主，结合发电，与下游28km处的黄壁庄水库联合控制流域面积23400 km2。
截至2016年，库区已有近30年未进行库区淤积及库容曲线的测量，对水库的安全运营带来潜在的威胁。
为了全面摸清水库现状，并对淤积趋势做出科学预测，最大限度的发挥水库效益，管理部门决定进行水库库区淤积及库容曲线修复测量。
3.测量方案项目测图范围为215m高程以下区域，总面积约89.5km2，其中水域部分约23.7 km2（相当于194m高程水位），陆上部分约65.6 km2。
陆上部分采用无人机低空数字摄影测量，水域部分采用多波束测深系统和单波束测深系统完成：（1）对于水深3m以上的区域，采用EM3000D多波束系统完成。
海底地震勘探中多波束测深技术的研究及应用
海底地震勘探中多波束测深技术的研究及应用随着社会发展和国家对海洋资源的重视，海洋地质勘探受到了前所未有的重视。
其中，海底地震勘探作为开展海洋地质勘探的首要步骤之一，其精度和效率成为了勘探成败的核心因素之一。
而多波束测深技术因为其高精度、高效率、多参数的优势，成为了海底地震勘探中的重要技术手段。
一、多波束测深技术概述多波束测深技术是利用成象声纳设备在海底中进行精确深度测量的技术，采用的是多余一个水平波束的声纳进行水深测量。
该技术可在短时间内快速采集大量海底数据，实现对海底的快速成像和高精度的水深测量。
二、多波束测深技术的应用多波束测深技术是目前海底地震勘探中最为常用的一种技术手段。
它可以在高精度的海底地形成像和水深测量的基础上，提供多种海底地质信息，包括海底地貌、沉积物分布、海底构造等。
多波束测深技术已广泛应用于大洋、海湾、沿海、内陆水域等各种水深测量工作中，并取得了广泛的应用和推广。
三、多波束测深技术的发展多波束测深技术中国始于上世纪90年代初，经过20多年的发展和完善，现已能满足目前大部分海底地震勘探的需求。
当前多波束测深技术正向着高精度、高效率、多参数等方向发展，成为海底地震勘探中必不可少的一种技术手段。
四、多波束测深技术存在的问题和解决方案多波束测深技术在海底地震勘探中虽然取得了一定的成效，但与国际先进水平相比，还存在一些问题，如航线设计不够科学、海底地形获取精度不够等。
为了解决这些问题，需要加强土壤和地形的探测精度，改进航线设计方法，增加测量数据质量等。
五、总结多波束测深技术是当前海底地震勘探中最为常用的一种技术手段，它的高精度、高效率、多参数等优点，为海底地球物理探测、资源勘探、海洋环境监测等方面的工作提供了强有力的技术支持。
在未来的发展中，多波束测深技术将继续发挥重要作用，并有望实现更高的精度和效率，为海洋开发和保护做出更大的贡献。
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用引言随着科技的进步和水利工程的发展，测深系统在水文观测中起着重要的作用。
Sonic 2026多波束测深系统是一种先进的水下测深设备，其精准的测量能力和高效的工作性能受到了广泛关注。
本文将介绍Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用情况，探讨其在工程实践中的优势和作用。
一、小浪底水利枢纽概况小浪底水利枢纽位于中国福建省福州市，是一座重要的水利工程设施。
该枢纽的主要任务是调节梅江流域的水资源，保障周边农田的灌溉用水和城市生活的供水。
小浪底水利枢纽是一个包括水库、水电站和水利输水系统在内的综合性水利工程，对其水文情况的监测和管理至关重要。
二、Sonic 2026多波束测深系统简介Sonic 2026多波束测深系统是由公司研发的一种先进的水下测深设备，它采用多波束成像技术，能够在较大范围内实现高精度的水深测量。
该系统具有测量速度快、覆盖面积广、测量精度高等特点，广泛应用于海洋勘测、水文测量、水下地质勘查等领域。
三、Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用1.水文测量Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用主要集中在水文测量方面。
通过该系统的高精度测量，可以对枢纽周边水域的水深情况进行全面准确的了解，为水资源管理和水利工程的运行提供必要的数据支持。
Sonic 2026多波束测深系统还可以实时监测水深的变化，及时掌握水文情况变化趋势，为水利工程的安全运行提供重要信息。
2.水下地貌勘查除了水文测量外，Sonic 2026多波束测深系统还可以用于水下地貌的勘查。
通过该系统的成像技术，可以清晰地获取水域底部的地貌信息，包括河床起伏、淤泥分布、水下障碍物等情况，为水利工程的维护和修建提供重要的地质信息支持。
3.环境监测小浪底水利枢纽周边水域生态环境的变化对水利工程的运行和维护有重要影响。
Sonic 2026多波束测深系统可以通过实时监测水域的水深和地貌情况，及时发现环境变化，为生态环境的保护和修复提供数据支持。
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用摘要：多波束测深系统是一种由多传感器组成的复杂系统，系统自身性能、辅助传感器性能和数据处理方法，对于系统的数据采集和波束脚印的归位计算起着十分重要的作用。
本文分析了多波束测深系统在海洋工程测量中的应用。
关键词：多波束测深系统；航道疏浚；数据处理不同于单波束测深系统，多波束测深系统可在测量断面内形成十几个至上百个测深点，几百个甚至上千个回向散射强度数据，从而保证了较宽的扫幅和较高的测点密度；一、多波束水下测深系统1.多波束测深系统的组成。
多波束测深技术是现代水下探测领域的新兴技术，它集成了现代空间测控技术、声呐技术、计算机技术、信息处理技术等一系列高新技术，实现了对水下探测目标的高精度和高密度测量。
如SeaBat 8101是目前世界上最先进、精度最高的多波束测深系统之一，它主要由OCTANS光纤罗经和运动传感器、声速剖面仪、侧扫图像处理系统、多波束数据后处理系统(CARIS HIPS后处理软件)、QTC Multiview底质分类系统等共同组成。
2.系统特点。
(1)SeaBat 8101以带状方式进行测量，波束连续发射和接收，测量覆盖程度高，对水下地形可100％覆盖。
与单波束比较，波束角窄，能够完全反映细微地形的变化。
单波束是点、线的反映，而多波束则是面上的整体反映。
多波束测深系统的测量成果更真实可靠，由于是全覆盖，其大量的水深点数据使等值线生成真实可靠。
而单波束是将断面数据进行摘录成图以插补方式生成等值线，在数据采集不够时，等值线会存在一定偏差。
(2)SeaBat 8101条带覆盖宽度210°，波束大小为1．5°×1．5°，波束数目为101个，测深分辨率为1．25 cm。
波束后向散射强度图像和检测到的距河床底距离实时显示在声呐监视器上，且便于快速质量检查。
(3)CARIS HIPS后处理软件功能强大，可以根据需要抽取不同比例尺的数据成图，生成的图件类型有：测深数据图，水深等值线图；三维数字地形模型(DTM)图；彩色水深图；彩色地形阴影图以及质量控制报告等。
多波束测深系统优势
多波束测深系统优势：多波束测深系统，是一种多传感器的复杂组合系统，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。
最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率。
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。
因此多波束测深系统正日益受到海道测量同行的认可，并在实际生产中发挥着越来越重要的作用。
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。
正因为多波束条带测深仪与其它测深方法相比具有很多无可比拟的优点，仅仅近20多年时间，世界各国便开发出了多种型号的多波束测深系列产品。
20世纪60年代初开始，相继研制了几种类型的多波束测深系统，最大工作深度200～12000米，横向覆盖宽度可达深度的3倍以上。
多波束测深系统同综合卫星定位系统配合，由计算机实时处理标绘等深线图，是70年代末以来海道测量工作的一个突破。
时至今日，各个国家生产的多波束又更新换代，横向覆盖宽度可达深度的6倍，波束角可达140°，分辨率可达1cm。
因我国的高精度的水下多波束测量系统正处于研发阶段，尚未有成熟的国产系统，故只能采用进口仪器。
应用领域：广泛应用于江河、湖泊、沿海水下地形的测量;河道疏浚及港口、码头、桥梁工程的测量；并在沉船、水下物体打捞搜寻方面有着良好的应用，在国家基础经济建设中发挥着越来越重要的作用。
总之，多波束测深系统在水下地形测量中的应用将会日益普及。
海洋技术研究 深水多波束测深系统现状及展望
海洋论坛▏深水多波束测深系统现状及展望海洋科学研究、资源调查与开发、工程建设及军事等活动都需要准确地获取所关注区域内的海底地形地貌信息，并将其作为基础资料与支撑依据。
因此，如何去了解海洋地形地貌信息，对海洋地形地貌信息进行有效的测绘，获取海洋地形地貌信息图谱，成了海洋研究中的重要问题。
不同于传统单波束测深技术，多波束测深系统是一种进行海洋水底资源开发的新手段。
它不但可以获得采样点的位置和深度信息，而且能够根据不同物质对声波的回波强度，探测海底地质结构，实现海底底质分类。
此外，多波束测深系统对海底实施的是一种全覆盖测量，所提取的信息不但反映了海底的地形地貌变化情况，还能给出水体特征。
因此，深水多波束测深系统在深海海底地形测绘、海洋资源探测、天然气水合物探测、地球物理探测等领域具有极高的应用价值。
本文首先介绍了深水多波束测深的基本原理和系统组成，然后系统介绍了L3 ELAC Nautik、Teledyne(原ATLAS)和Kongsberg等公司的3款典型深水多波束测深系统，并分析了国内发展情况，最后展望了深水多波束测深系统的发展趋势。
一、多波束测深系统原理和组成⒈基本原理多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波，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垂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，比较可靠地描绘出海底地形的三维特征。
多波束测深系统的波束形成原理可以分为两种：束控法(在特定角度下，测量反射信号的往返时间)和相干法(在特定时间下，测量反射回波信号的角度)。
在多波束测深系统中主要有两个待测变量，即斜距或声学换能器到海底每个点的距离和从换能器到水底各点的角度。
所有的多波束测深系统利用束控法和相干法中的一种或两种来测定这些变量。
海洋测绘中的多水深多波束测量技术
海洋测绘中的多水深多波束测量技术近年来，随着海洋资源的日益紧缺和海洋保护意识的提高，海洋测绘成为了科研与工程开发领域的热门话题。
在海洋测绘中，多水深多波束测量技术正逐渐成为一种重要的手段。
本文将介绍多水深多波束测量技术的原理、应用以及未来发展趋势。
多水深多波束测量技术是一种通过利用不同频率的水声波束来获取海洋底部地形和水体参数的方法。
它通常使用多个接收和发射器，以及具有不同角度和深度分辨能力的波束。
在测量过程中，将多个波束同时发射进入海洋中，然后通过接收到的回波信号来进行数据处理，从而获得海洋底部地形和水体参数的信息。
多水深多波束测量技术具有许多优点。
首先，它提供了高分辨率的地形和水体参数数据，可以准确地描绘海洋底部的细节，有助于科学家和工程师分析海洋生态系统和构建海洋工程。
其次，该技术具有较高的工作效率，可以在较短的时间内测量大片海域的地形和水体参数。
此外，多水深多波束测量技术还可以在复杂的海洋环境中工作，例如岩石海底和多孔介质。
多水深多波束测量技术已经在许多领域得到了广泛应用。
首先，它在海洋资源勘探中发挥了重要作用。
通过使用多水深多波束测量技术，科学家可以准确地确定海洋底部的地质构造和沉积物类型，进而评估海洋资源的潜力。
其次，该技术在海洋工程中也具有重要意义。
利用多水深多波束测量技术，工程师可以确定海洋底部的地形，从而为海洋工程的设计和建设提供必要的信息。
此外，多水深多波束测量技术还可以为海底管道布设、海底电缆敷设以及海洋能源开发等提供支持。
尽管多水深多波束测量技术已经取得了一些重要的进展，但是仍然存在一些挑战和问题。
首先，多水深多波束测量技术的设备和人力成本较高，限制了它在一些领域的推广应用。
其次，由于海洋环境的复杂性，多水深多波束测量技术的数据处理和解释也是一个具有挑战性的任务。
此外，随着对海洋资源的需求不断增加，多水深多波束测量技术还需要不断创新和改进，以适应更广泛的应用需求。
未来，多水深多波束测量技术有望进一步发展和完善。
多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究
多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。
随着科技的进步与发展，测量技术也在不断提升进步，日益现代化。
多波束具有较高的分辨率和全覆盖、高效率等优势，使其在航道维护、工程施工、水下目标探测等方面中得以广泛应用。
本文就多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用展开探讨。
关键词：多波束测深系统；现代海洋测绘；应用1多波束测深系统技术原理多波束测深系统的工作原理是利用发射换能器阵列向海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垂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，比较可靠地描绘出海底地形的三维特征。
2多波束测深技术优势与单波束相比，多波束具有测点密度大、精度高、可视化等特点，能完成常规方法难以胜任的测深任务，优势明显；此外，其波束开角（0.5o～1o）远远小于单波束开角（8o），在微地形探测方面开启了新的应用领域。
（1）单波束姿态改正的缺陷。
单波束测量时，涌浪补偿器只能修正对涌浪造成的升沉进行改正，对于测船的摇晃无法修正。
由此带来的测深误差在低等级的水深测量时在可接受范围，但在复杂地形或具有大坡度的工程体上测深时，其影响不可忽略。
船体的摇摆造成测点位置的偏移，平面为ds，高程为dh，如下图所示，ds=h?sinα（α为测船瞬间倾角），dh=ds?k(k为坡比)，水深h取20m、测船倾角α取3o时，坡比k取1:1.5时，计算得ds=1.04m，dh=0.7m。
这一偏差已超出《水运工程测量规范》（JTS131-2012）的精度要求（水深小于20m时，单波测深重合点互差限差为0.2m）。
外业作业时，测船倾角超过3o的情况是很常见的，故复杂地形情况下单波束精度是很不理想的，因此国际海道测量组织（IHO）制定的新海道测量标准（IHOS-44）规定高级别的水深测量必须采用多波束（如图1）。
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用小浪底水利枢纽是中国最大的水利工程之一，位于黄河干流中段，是黄河流域的重要水利工程。
随着社会经济的发展和科技的进步，人们对水利工程的管理、维护和监测要求也越来越高。
而在水利工程监测中，测深是一个重要的参数，它直接关系到水体的流速、流量等重要信息。
选择一款高精度、高效率的测深系统对于水利工程管理至关重要。
Sonic 2026多波束测深系统是当前国际上先进的水下测深设备之一，它采用多波束声纳技术，能够快速、准确地获取水下地形和水深信息。
在小浪底水利枢纽的应用中，Sonic 2026多波束测深系统发挥了重要作用。
Sonic 2026多波束测深系统可以实现全天候、高精度的测深。
在小浪底水利枢纽，由于水域宽广、水流湍急，传统的测深方法往往受到天气、水流等因素的限制，难以保证测量的准确性和及时性。
而Sonic 2026多波束测深系统采用声纳技术，不受天气影响，可以在任何天气条件下进行测深工作，保证了测量的全天候性。
与传统单波束测深系统相比，它还具有更高的测量精度，能够快速获取水下地形的细节信息，满足复杂水域的监测需求。
Sonic 2026多波束测深系统能够实现高效率的测量。
作为水利工程管理部门，对于水下地形和水深信息的获取往往需要大量的时间和人力成本。
而采用Sonic 2026多波束测深系统，在不影响水利枢纽正常运行的情况下，只需极短的时间就能完成大范围的水下测量工作，大大提高了工作效率。
而且，Sonic 2026多波束测深系统具有自动化测量功能，操作简便，减少了人为操作的差错，提高了数据的可靠性和准确性。
Sonic 2026多波束测深系统还具有数据处理和分析的功能。
通过系统搭载的数据处理软件，可以对采集到的水下地形和水深数据进行实时处理和分析，生成水下地形图、水深图等相关的水文地理信息产品。
这些产品不仅为水利枢纽管理部门提供了直观、详细的水下地形信息，还为后续工作的规划和决策提供了重要的依据。
多波束测深系统在水深测量中的应用
多波束测深系统在水深测量中的应用多波束测深系统在水深测量中的广泛应用，实现了水深测量由点到面，由单一的水深测量值到水下地形的跨越。
本文结合在港区航道水上测量中对多波束测深系统的应用实践，简单的阐述对多波束测深系统在航道水深测量中应用的一些经验和建议，使测量工作能够快速、准确和高效地完成，取得良好的经济效益和社会效益。
标签：多波束测深系统；水深测量随着多波束测深技术的日渐成熟，在海洋测绘等方面的应用中形成了很大优势，多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统，是现代信号处理技术、高精度导航定位技术，高分辨显示技术、高性能计算机技术、数字化传感器技术及其他相关技术等多种高新技术的集成。
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- -面”测量的跨越，使外业测量更加方便、准确，大大提高了海洋测绘的效率。
与传统的单波束测深仪相比，多波束测深系统具有测量速度快、测量精度高、测量范围大、测量效率高的优点，并且实现了把测深技术从点扩展到面，甚至发展到立体测深和自动成图，特别适用于进行大面积海洋领域的测绘。
此次本单位对港区进行航道水下地形测量，就使用的是多波束测深系统，该系统主要由声波发射系统、GPS接收系统、信号处理单元、信号控制及时间门电路、换能器基阵水平稳定系统、便携式计算机、斜距记录单元、水深信号图示单元等主要部分组成。
该系统的主要特点是能够实现对水下地形的动态实时定位，真正实现立体测深和水深数据采集的自动化。
基本工作原理：多波束测深系统是在测量船底部安装带有水平稳定系统的发射换能器基阵与接收换能器基阵，使基阵的工作面始终保持水平。
并由双圆弧组合而成的发射换能器基阵，发射出心形状的单波束，在与航向垂直的平面内的开A角内，使用波束形成器组成M个波束接收水底回波，水底回波被多波束接收系统接收，获得M个水深信息。
由于接收换能器和发射换能器通常布设于船底平面的相互正交的线列阵，发射线列阵沿船龙骨方向。
多波束测深系统工作原理
多波束测深系统工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠多波束测深系统这个超酷的玩意儿，它就像大海的探秘小能手呢！多波束测深系统啊，简单来说，就是能把海底的地形摸得清清楚楚的一种设备。
你可以把它想象成一个超级厉害的海底扫描仪。
这个系统主要有几个超重要的部分哦。
比如说换能器，这可是个关键的小宝贝。
换能器就像是多波束测深系统的嘴巴和耳朵。
它会发出声波，这个声波就像小信使一样，“嗖”地一下就冲向海底啦。
这声波的频率还有讲究呢，不同的频率就像不同的快递小哥，有的适合在浅海溜达，有的能深入到深海去传达信息。
当这些声波到达海底的时候，就会发生反射。
就像你在山谷里大喊一声，声音会弹回来一样。
海底这个时候就像一个调皮的小伙伴，把声波给弹回来啦。
换能器呢，这时候就变成耳朵开始接收这些反射回来的声波。
然后呢，多波束测深系统里面有超级聪明的计算小脑袋。
这个小脑袋会根据声波发射出去和反射回来的时间差来计算深度。
你想啊，声波跑得可是有速度的，就像你知道一个人跑步的速度，又知道他跑出去再跑回来用的时间，是不是就能算出跑了多远呀？这里也是一样的道理。
根据这个时间差，就能算出从换能器到海底那一点的距离啦，这个距离就是深度哦。
多波束测深系统厉害的地方还在于它不是只测一个点的深度呢。
它是多波束呀，就像同时射出好多条光线一样，它能同时发射和接收好多束声波。
这样一来，它就不是只知道一个小地方的海底深度，而是能一下子得到一大片海底区域的深度信息。
这就好比你不是只知道一个小坑洼的深度，而是能把一大片地的高低起伏都搞清楚。
而且哦，这个系统还能根据这些深度信息，绘制出超级详细的海底地形图。
就像画家根据不同地方的高度差画出一幅超酷的立体画一样。
这个地形图可有用啦，可以帮助航海的船只避开那些特别深或者特别浅的危险区域。
也能让科学家们研究海底的山脉、峡谷，就像探索一个神秘的地下世界一样。
这个多波束测深系统在海洋研究和海洋工程里那可是大明星呢。
比如说在建造跨海大桥的时候，得知道海底的地形才能把桥墩稳稳地扎下去呀。
多波束测深系统ppt课件
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
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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。
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单波束
多波束
First contact of the beam on
the seafloor
.
Dozens/hundreds of independent beams on seafloor
2、多波束组成
多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统,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。自70年代问世以来就一直以 系统庞大、结构复杂和技术含量高著称。它的主要部件包 括：
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用
Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用Sonic 2026多波束测深系统是一种先进的水下测深设备，可以通过多波束技术快速精确地获取水下地形和水深信息。
该系统具有高精度、高分辨率和高效率的特点，广泛应用于海洋调查、水文测量、水下工程等领域。
近年来，Sonic 2026多波束测深系统在小浪底水利枢纽的应用也取得了突破性进展，为水利工程建设和管理提供了重要的技术支持。
小浪底水利枢纽位于中国广东省珠海市，是珠江干流上的一座重要水利工程，主要用于水电发电、航运和水资源调节。
由于水利枢纽所处地理环境复杂，水流湍急，水深变化大，传统的水文测量设备往往难以满足实际需求。
为了更好地了解和掌握水下地形和水深情况，小浪底水利枢纽引进了Sonic 2026多波束测深系统，并将其应用到水下地形勘测和水文测量中。
Sonic 2026多波束测深系统的应用还带来了一系列显著的经济和社会效益。
它提高了水利枢纽工程建设和运行的智能化水平，降低了测量成本和风险，提高了工程建设的效率和质量。
通过在线实时监测，有效预防了地质灾害和水文灾害的发生，保障了水利枢纽的安全稳定运行。
Sonic 2026系统的引入也促进了水文调查和水资源管理技术的创新与发展，为相关领域的技术进步做出了贡献。
在未来，随着水利工程的不断发展和水资源的日益紧缺，Sonic 2026多波束测深系统的应用前景将更加广阔。
它将继续发挥在小浪底水利枢纽中的重要作用，为水利工程建设和管理提供更加可靠的技术支持。
随着技术的进一步成熟和应用范围的拓展，Sonic 2026多波束测深系统也将在更多领域发挥重要作用，为水下勘测和水文测量提供新的解决方案，推动水利工程技术的创新与升级。
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。
多波束测深系统简介
系统庞大、结构复杂和技术含量高著称。它的主要部件包
括：
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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
• 1、工作船只不宜太小，应以长度在20m以上，宽度在4m 以上的船只为宜，这种船只才能保证工作平台的稳定性， 使得罗经的改正达到最佳状态。 • 2、安装位置不宜离发动机太近，离发动机太近也一样会 影响罗经对数据的改正。
•
总体来讲，安装目的就是要保证高精密仪器换能器和 罗经的稳定性，具体安装操作还有许多细节，这儿也就不 在一一表述了。
安装杆振动的例子
• 2、外业测量
• 无论多波束或者单波束，外业测量环节都是整个测量 过程最为重要，也是决定数据质量最为关键的环节。后面 质量控制和误差来源分析里我们再做详细的描述。 • 3、内业数据处理 • 内业数据处理相对来说，操作难度较为繁琐复杂，但 对数据质量没有太大的实质性影响。
印进行恰当的处理，一次探测就能给出与航向垂直的垂面内上百个甚 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，比较可靠地描绘出海底 地形的三维特征。 • 2、多波束工作流程简介 • 1、仪器组装
•
仪器安装是多波束测量的首要条件，也是极为重要的环节之一。
的限度，当超过这个限度后，就无法再继续实施调节。
• 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。
现代深水多波束测深系统简介
现代深水多波束测深系统简介
胡银丰;朱辉庆;夏铁坚
【期刊名称】《声学与电子工程》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】对目前国外深水多波束测深系统的发展状况进行了介绍,以目前世界上最流行的深水多波束测深系统EM120为代表,介绍了其技术特点和性能指标.并且阐述了深水多波束测深系统的发展趋势.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】胡银丰;朱辉庆;夏铁坚
【作者单位】海军驻杭州地区军事代表室,杭州,310012;海军驻杭州地区军事代表室,杭州,310012;第七一五研究所,杭州,310012
【正文语种】中文
【中图分类】O4
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4.深水多波束测深系统测深性能综合评估
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进入 ２ １世纪，在 巨大的商机 引导下，一些中 等或新成长起来 的声学设备制造厂家也加入到 了 这一行列， 如德国 Ｅ Ａ Ｌ Ｃ公司和丹麦 ｌ Ｓ Ｎ公司。 Ｏ 他们走的是另一条发展之路： 在研制成功商业投入 成本相对较低的 中、浅水多波束测深系统 的基础 上， 再发展深水多波束测深系统。德国 Ｅ Ａ Ｌ Ｃ公司 生产的 Ｓａ ｅｍ ３ １ ｅ ａ ０２深水多波束测深系统 ，工作 Ｂ
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３
其 中， Ｍ１０ Ｅ ２ 深水多波束测深系统是 目前世 界 上最流行的测深系统 ， 它在十几个国家的几十条船 上得到了较好的应用。下面对其主要技术特 点作一 个简要的介绍。 Ｅ ２ 深 水 多 波 束 测 深 系 统 的工 作 频 率 Ｍ１０ １ｋｚ ２ Ｈ ，最大覆盖可达 １Ｏ，具有 １ １ ５。 ９ 个波束，波 束宽度为 １ １、１× 。 。２或 ２× 。 ０ 。 。２ 、２× 。 。４可选 ，测深 ｘ 范围 ５ ～ｌ００ｍ。波柬方 向可以随覆盖范围进行 Ｏ ０ １ 调整，并具有发射波束艏摇 、纵倾和横滚实时姿态
与传统的单波束回声测深系统相比，多波束测 深系 统具有扫幅 宽 、 覆盖 ， 全 高效和高精 度的特 点 ， 可完成全海洋的高精度海底地形探测任务，它一出 现就受到海洋科学、工业和军事界的高度重视。多 波束 测深技术 是声学 、电子 和计算机等 高科技最 新 成就 的集成 ，它 的诞 生对 声学探测技术 的发展 具有 划 时代的意义 。 多波束测深 技术通 过近 ３ Ｏ年 发展 ，按其技 术
摘要 对 目前 国外深水多波束测深系统的发展状况进行 了介绍 ，以目前世界上最流行的深水多波束测
深系统 Ｅ ２ 为代表 ，介绍 了 ＭＩ０ 其技术特点和性能指标 并且阐述了深水 多波束测深系统的发展趋势 。
关键 词 多波 束 ：测 深 系 统 ：海 底测 绘
１引言
近 ２ Ｏ年 来 ，争夺 海洋主 权和海底矿 产资源 的 “ 蓝色 圈地运 动” 的兴起 。促进 了声学探 测技术这一 高技术领域 的快 速发展 ，维 护海洋权益 和开发海底 矿 产资源成 为促进声 学探测技 术发展 的新动 力 。用 于海 底地 形 精密 和 快 速探 测 的多波 束 水深 探 测技
律宾这样的经济欠发达的国家为了大陆架勘察需 求 也在 近 几年 建 造 了二条 装 备 有深 水 多波 束 测深 系统 和多道地 震系统 的综合调 查船 。开展大陆 架勘 查，占领和开发 国际海底 资源 ，是保障 我国可持 续
发展 、维护我 国海洋权 益和建 立海洋 强国的重要 战
略步骤 。
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胡银丰 等：现代深水多波束测深系统 简介
Ｓ Ａ Ｅ Ｍ 公司外，还有德国 Ａ Ｌ Ｓ公司、挪威 Ｅ ＢＡ ＴＡ ＳＭＲＡ 公 司以及 法 国 Ｔ ＯＭＳ Ｉ Ｄ Ｈ ＯＮ 公 司。这 些公 频率 １ ｌＩ， ２ｄ ｚ 最大探测深度 ｌ０ ０ 具有最大 ２ ５ － １０ ｍ， ０ 个波束， 波束宽度 ｌ或 ２ ， 。 。 具有实时姿态稳定、浅
２国外发展状 况
深水多波束测深系统 自２ 世纪 ８ 年代初由美 ０ ０ 国 Ｓ Ａ Ｅ Ｍ 公司首先 投入商 业领域 以来 ，到 ２ Ｅ ＢＡ Ｏ 世纪 ８ Ｏ年代 末全 世界 只有数 台深水多波束测 深系 统装在几 个发 达 国家 的 调查船上 投入海洋调查 。由 于其 巨大的科 学 、商业 和军 事价值 ，西方发达 国家 十 分 重 视 该 技 术 的 开 发 。研 制 生 产 厂 家 除 美 国
最大覆盖范围
４ Ｄ ０ ｘ ０ｍ
１ ） ２ ０ｍ 【 ５ ｏ Ｄ『
表 １ ＳＭ Ｒ Ｄ 公 司 多 波 束测 深声 呐 的 系 列 产 品 Ｉ Ａ
工作频率 （ Ｈ ） 最小可测深度 （ 最大可测深度 ｍ） ｋ ｚ ｍ）
３０ ｏ
３０ ｏ
波束数
１ ２７
２４ ５
０５ ．
显示。
（）深水时波束方向可随覆盖宽度进行调整， ４ 以减小波束脚印宽度和提高测量精度， 如图２ 所示。 （ ）采用时间延 时和相位估计两种算法计算 ５
。
（ ）采用幅度 和相位 二种检测 方法 。 ６
图 ２ 声呐波束覆盖范 围的调整
图 ３Ｅ １０ 实 时三 维地 形 显示 Ｍ ２ 的
声呐名称
ＥＭ Ｏ ０ ３０Ｓ
ＥＭ ｏ Ｏ ３ ０ Ｄ
具有横滚和纵倾实时姿态稳定功能。 挪威 ＳＭＲ Ｄ 公司是 目 Ｉ Ａ 前代表多波束测深技 术世界领先水平 的一家公司，已替代 了占据近 ２ Ｏ 年领头羊地位 的 Ｓ Ａ Ｅ Ｍ 公司， ＥＢ Ａ 成为深水多波束 测深系统制造厂商的龙头老大，近年 占据了国际市 场的主要份额。其在深水系统开发成功的基础上发 展中、浅水系统形成完整 的系列。表 ｌ 给出了挪威 ＳＭＲ Ｄ公司多波束测深系统 的系列产品。 Ｉ Ａ
［Ⅱ二二二二二Ⅱ口 ］ 二
图 １收发声基阵
（ ）Ｅ ２ ２ Ｍ１０的接收波束为 １１ ９ 个，典型配置
４ ７
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胡银丰 等：现代深水多波束测深 系统简介
的波束角 宽为 １ 。。在垂直 于航迹 方 向上 ，发射 波 束有 ９ ，波 束方 向通 过阵 元激励 时延进行控制 。 个 （ ）系 统具有 近 场 自动聚 焦功 能 。在典 型配 ３ （ ）船 底 安装 表面 声 速仪 ，实 时进行 声速 测 ７ 量和修正，改善 了宽角度扫 描边缘波束的精度问
０５ ．
１０ ５
１０ ５
Ｅ ２ｏ．２ Ｍ ０ ０ １ ０
Ｅ ０ ０ １ Ｏ Ｍ ２０．５ ＥＭ １ ０ ０ ２Ｓ ＥＭ １ ０ ｏ２ ＥＭ ０ ３０
２０ ｏ
２０ ｏ ９ ５ ９ ５ ３ ０
１
１ ２ ２ ５
２５ ０
２０ ５ ６０ ０ １０ Ｏ０ ５０ Ｏ０
３６ ．
０ ０ｍ
１ｌ Ｉ
Ｉ１ Ｉ １１ １ １１ １ １５ ３
７５ Ｄ， ０ ．ｘ ３ ０ｍ ７ ５ Ｄ／Ｏ ０ｍ ．ｘ 】 ０ ７ ５（ ， ２ ０ｍ ．） ） １ ５ １ ５ ５（ ， Ｏ ｏｍ ．） ） Ｓ ０ Ｉ
Ｅ １０ Ｍ ２
Ｅ １１ Ｍ ２
ｌ ２
题。
置中，收、发声基阵的长度将近 ９ｍ，可以实现的
最 小测深深度 为 ５ ０ ｍ，最大深 度 为 １０ ０ １ ｍ。
（ ）具有实时艏摇 、横、纵摇修正，实现发 ８ 射波束和接收波束 的电子稳定。 （ ）可以实时显示 ３维地形，也可以以测深 ９
点形式显示水深数据，如图 ３ 所示。 （０ １ ）等角和等距波束测量可选。 （１ 可以对发． １） 接回波波束的质量进行检测和
水平可划分为四代产品： （ ）Ｓ Ａ Ｅ Ｍ ０ ０ １ Ｅ Ｂ Ａ １０ 系列为代表的第一代产 品，它的波束数少、扫幅宽度仅 ６。 Ｏ，集成度低， 水深数据不能实时处理 。
（２ ） Ｓ ＡＢ ＡＭ ２ ０ 系 列 、 Ａ Ｌ Ｅ Ｅ ００ Ｔ ＡＳ Ｈ ＤＲ ＷＥ Ｐ和 ＳＭＲ Ｍ１ 为代表的第 二代 Ｙ ＯＳ Ｅ Ｉ ＡＤ Ｅ ２
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２０ 年第 １期 ０８
声学与电子工程
总第 ８ ９期
现代深水多波束测深系统简介
胡银丰 朱辉庆 夏铁 坚
（ 海军驻杭 州地区军事代表 室，杭 州，３０１ ） １ １０２
（ ２第七 一五 研 究 所 ，杭 州 ，３ ０ ） １ １ ０ ２
展 中国家也装备 了多套 深水 多波束测深 系统 ，连 菲
产 品， 用 了 Ｐ ０大 规模集 成 电路和 Ｄ Ｐ技术 ， 采 ３ Ｓ 波
束数达到 １ １ ２ 个，波束角宽 ２， 。 数据实时和后处理 软件成 熟 。
（ ）ＳＭＲＡ Ｅ １０和 Ｒ Ｓ Ｎ Ｓ ａ ｍ ８ ５ ３ Ｉ Ｄ Ｍ ２ Ｅ Ｏ ｅＢ １０
形 图。
稳定功能和接收波束横滚实时姿态稳定功能。主要 技术特点包括【： Ｉ Ｊ （ ）系统采 用十 字 形 水 下 声基 阵 ，波 束 扫 描 １
采用 Ｍｉ 交叉方法 ，如图 １ ｌ ｌ ｓ 所示 。发射阵与接收 阵相互垂直。发射阵沿船艏艉方 向布放，接收阵垂 直于艏艉方向布放 。发射阵发射声波信号，发射波 束沿着航迹方 向形成窄波束 ，典型波束宽度为 ｌ， 。 波束照射到海底一条垂直于航迹方 向的条带区域 上 ；海底和 水体中 目标 的 回波 信号 被接 收阵接 收 ， 其接收波束在垂直于航迹方 向形成窄波束，典型波 束宽度为 接收波束与发射波束相交的区域为有
效波束脚印。通过声呐电子系统及其软件的控制和 处理，实现发射波束全姿态稳定，并同时形成数百 个接收波束，通过实时处理可估计出每个波束内的 海底回波时延、 角度和回波强度 ， 再与位置、 姿态 、 声速、航向等传感器数据相融合，得到每个波束有 效波束脚 印的水深，经过后处理，可得被测区域地
术 （ 简称多波束测深技术） 就是应运这种需求而迅 速发展起来的高新声学探测技术。 资源 问题 已成 为 ２ １世 纪制约我 国 国民经济 发 展的瓶颈。 海洋占地球面积的 ７％， 中２０ １ 其 ０ 海里 专 属经济 加外大 陆架约 占 ２％，国际海底面积 约 ２ ２１ ． ７亿平方公里 ，占地球表面积的 ４％。勘探开 ５ ９ 发这 些 赋存 于深 海 海 底 表 面及 其 下 的矿产 资源 必 须查 明其赋存 条件 ：水深 、 形 、 地 地质 和构造背景 、 矿床 分布特征 、成矿地 球化 学和 工程地 质条件等 ， 其最 基础性 的工作就是 水深和 精密地形测量 。 大陆架的划分是海洋国土最后疆界的划分， 对 沿海 国的利益至关重要 。 现在不仅发达国家的主要 调查船都装备了多波束测深系统 ，印度 、巴西等发