多波束系統(tǒng)的探測目標(biāo)機(jī)制

多波束是一種測深工具而并非成像系統(tǒng)，無法直接在記錄紙上進(jìn)行打印，必須先構(gòu)建數(shù)字地形模型(DTM)，再根據(jù)DTM構(gòu)建地貌影像圖，從而能夠反映細(xì)微的地形起伏所導(dǎo)致的坡度和坡向變化；此外，多波束的中央波束探測效好，邊緣波束效果差；多波束采用三維可視化的方法進(jìn)行目標(biāo)判斷，在3D GIS系統(tǒng)中可以直接提取目標(biāo)物的平面位置和高度，還能夠從不同的角度進(jìn)行觀察，便于掌握目標(biāo)物的形狀特征。但是，除非我們在進(jìn)行測深的同時采集反向散射強(qiáng)度信息，否則我們無法得到與目標(biāo)物的底質(zhì)類型相關(guān)的信息，因此，多波束比較適合于沉船或者管線等容易根據(jù)形狀進(jìn)行判斷的目標(biāo)。

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多波束系統(tǒng)的應(yīng)用介紹

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多波束測深是水聲技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)和數(shù)字化傳感器技術(shù)等多種技術(shù)的高度集成，由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，雖然不同的多波束系統(tǒng)的組成單元不盡一致，但大體上可以將其分為聲學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和外圍輔助傳感器幾個部分。

多波束采集系統(tǒng)完成波束的觸發(fā)，經(jīng)換能器發(fā)射和接收后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，反算出其測量距離或記錄往返時間，通過定位設(shè)備、姿態(tài)儀、聲速剖面儀和電羅經(jīng)等實(shí)現(xiàn)船舶瞬時位置、姿態(tài)、航向的測定以及海水中聲速的傳播特性，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)綜合聲速、定位、姿態(tài)、聲速剖面和潮位等信息，計(jì)算波束腳印的深度及坐標(biāo)，繪制海底地形圖。

影響多波束系統(tǒng)精度的因素有哪些

1 時延校準(zhǔn)

多波束時延誤差主要包括三個方面，定位設(shè)備與測深系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸時延、波浪運(yùn)動與測深系統(tǒng)間的時延、羅經(jīng)與定位設(shè)備間的時延，后兩種產(chǎn)生的時延誤差相對較小，因此，在通常的測量中只考慮定位時延即可。在校準(zhǔn)時，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程中產(chǎn)生的橫向角度偏差，導(dǎo)致的水深測量值誤差會隨其離開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，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，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，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)兩條測線，調(diào)整YALL值，獲得艏搖偏差角度。

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