多波束測(cè)深系統(tǒng)的組成

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多波束測(cè)深系統(tǒng)一般由聲學(xué)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、輔助參數(shù)測(cè)量子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)組成。

①聲學(xué)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)波束的發(fā)射和接收。

②數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)完成波束的形成，并將接收到的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，采集信號(hào)往返程傳播時(shí)間。

③輔助參數(shù)測(cè)量子系統(tǒng)主要由定位傳感器、姿態(tài)傳感器、聲速剖面儀和電子羅經(jīng)組成，負(fù)責(zé)測(cè)量船位置、姿態(tài)、航向和海水聲速傳播特性的測(cè)定。

④數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)綜合利用聲波信號(hào)傳播時(shí)間、定位、姿態(tài)、聲速剖面和潮位等觀測(cè)信息，計(jì)算波束在海底投射點(diǎn)的坐標(biāo)和深度，并繪制海底地形二維平面圖和三維立體圖。

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?？v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)發(fā)展趨勢(shì)

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多波束測(cè)深系統(tǒng)發(fā)展到今天，已經(jīng)成為海道測(cè)量、海洋調(diào)查普遍采用的技術(shù)手段。它的技術(shù)特點(diǎn)決定了它在水體深度測(cè)量方面擁有不可比的優(yōu)越性。在近海和沿岸進(jìn)行水深測(cè)量時(shí)，通常采用大比例尺測(cè)圖，多波束系統(tǒng)發(fā)揮其、高分辨率的特點(diǎn)，能夠在滿(mǎn)足技術(shù)設(shè)計(jì)要求的同時(shí)提高工作效率。尤其在海底地形變化復(fù)雜的海域進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)時(shí)，多波束系統(tǒng)利用中央波束對(duì)疑惑點(diǎn)進(jìn)行加密測(cè)量，能更快的測(cè)得水深。

在中遠(yuǎn)海進(jìn)行水深測(cè)量時(shí)，通常采用小比例尺測(cè)圖，多波束系統(tǒng)發(fā)揮其超寬覆蓋范圍的特點(diǎn)，大大提高工作的經(jīng)濟(jì)效益。覆蓋范圍是指指水平探測(cè)距離與垂直深度之比，決定了多波束測(cè)深系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)量效率，這是多波束測(cè)深系統(tǒng)引人關(guān)注的性能。