多波束系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

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由于多波束的測(cè)量成果需要在地理框架下表達(dá)，因此波束在海底投射點(diǎn)的位置計(jì)算便成為多波束數(shù)據(jù)處理的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。波束在海底投射點(diǎn)位置計(jì)算需要船位、潮位、船姿、聲速剖面、波束到達(dá)角和往返時(shí)間等參數(shù)。

計(jì)算過(guò)程包括：

①姿態(tài)改正。橫搖直接影響波束到達(dá)角，對(duì)于補(bǔ)償性多波束系統(tǒng)，船體的橫搖在波束接收時(shí)已經(jīng)得到改正；對(duì)于無(wú)補(bǔ)償性系統(tǒng)，通過(guò)擴(kuò)大扇面角來(lái)實(shí)現(xiàn)回波的接收。縱搖大小到一定的程度時(shí)，海底投射點(diǎn)深度和平面位置的計(jì)算也必須考慮其影響。

②根據(jù)波束到達(dá)角、往返時(shí)間和聲速剖面，計(jì)算波束投射點(diǎn)在船體坐標(biāo)系下的平面位置和水深。

③根據(jù)航向、船位和姿態(tài)參數(shù)確定船體坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將船體坐標(biāo)系下的波束投射點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地理坐標(biāo)。

④根據(jù)船體坐標(biāo)系原點(diǎn)與深度基準(zhǔn)面之間的關(guān)系，將船體坐標(biāo)系下的水深轉(zhuǎn)化為海圖深度。

多波束系統(tǒng)的特點(diǎn)

多波束以帶狀方式進(jìn)行測(cè)量，波束連續(xù)發(fā)射和接收，測(cè)量覆蓋程度高，對(duì)水下地形可100%覆蓋。與單波束比較，波束角窄，能夠完全反映細(xì)微地形的變化。單波束是點(diǎn)、線的反映，而多波束則是面上的整體反映。多波束測(cè)深系統(tǒng)的測(cè)量成果更真實(shí)可靠，由于是全覆蓋，其大量的水深點(diǎn)數(shù)據(jù)使等值線生成真實(shí)可靠；

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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(guò)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(kāi)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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