多波束測(cè)深系統(tǒng)簡(jiǎn)介

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同時(shí)獲得數(shù)十個(gè)相鄰窄波束的回聲測(cè)深系統(tǒng)。一般由窄波束回聲測(cè)深設(shè)備(包括換能器、測(cè)量船搖擺的傳感裝置、收發(fā)機(jī)等)和回聲處理設(shè)備(包括計(jì)算機(jī)、數(shù)字磁帶機(jī)、數(shù)字打印機(jī)、橫向深度剖面顯示器、實(shí)時(shí)等深線數(shù)字繪圖儀、系統(tǒng)控制鍵盤等)兩大部分組成。主要用于海底地形測(cè)量、掃海測(cè)量和海上施工區(qū)域的測(cè)量。

裝在測(cè)量船上的多波束測(cè)深系統(tǒng)，每發(fā)射一個(gè)聲脈沖，可以獲得船下方的垂直深度，同時(shí)獲得與船的航跡相垂直的面內(nèi)的幾十個(gè)水深值，從而實(shí)時(shí)繪出海底地貌圖。通過船上計(jì)算機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)的處理，可由繪圖儀繪出等深線圖，精準(zhǔn)測(cè)定航行障礙物的位置、深度。20世紀(jì)60年代初開始，先后研制了多種類型的多波束測(cè)深系統(tǒng)，工作深度為200--1200米，橫向覆蓋寬度可達(dá)深度的三倍以上。

多波束系統(tǒng)的核心介紹

測(cè)深系統(tǒng)的換能器基陣，由發(fā)射聲信號(hào)的發(fā)射陣和接收海底反射回聲信號(hào)的接收陣組成。發(fā)she器發(fā)出一個(gè)扇形波束，其面垂直于航跡，一般開角為 60°～150°，航跡方向的開角約為0.5°～5°。接收陣接收海底回波信號(hào)，經(jīng)沿時(shí)或相移后后相加求和，形成幾十個(gè)或者數(shù)百個(gè)相鄰的波束。航跡方向的波束開角一般為1°～3°，垂直于航跡的開角為0.5°～3°。組合發(fā)射和接收波束可得到幾十個(gè)或幾百個(gè)窄的測(cè)深波束。換能器基陣可以直接裝在船底或在雙體船上拖曳。為了保證測(cè)量精度，必須消除船在航行時(shí)縱橫搖擺的影響，一般采用姿態(tài)傳感器進(jìn)行姿態(tài)修正。

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什么是多波束系統(tǒng)

正近年來開始廣泛應(yīng)用的多波束測(cè)深系統(tǒng)是當(dāng)今高新技術(shù)的集成,是世界上目前進(jìn)行水下地形測(cè)量較先進(jìn)的設(shè)備.與傳統(tǒng)單波束測(cè)深儀相比,特點(diǎn)是可對(duì)水下地形作全覆蓋無遺漏的測(cè)量,進(jìn)而得到各種比例尺的水下地形圖,極大地提高了測(cè)量的效率和精度.多波束測(cè)深系統(tǒng)主要由主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成.其主系統(tǒng)主要包括:發(fā)射接收陣、收發(fā)單元、海底檢測(cè)單元和操作控制單元四個(gè)部分.輔助系統(tǒng)主要包括:定位系統(tǒng)、聲速剖面測(cè)量系統(tǒng)、電羅經(jīng)和船姿傳感器.

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多波束系統(tǒng)的探測(cè)目標(biāo)機(jī)制

多波束是一種測(cè)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(cè)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?cè)谶M(jìn)行測(cè)深的同時(shí)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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