多波束测深残余折射处理技术的对比研究

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1、第3O卷第2期海洋测绘Vol

2、30．No．22010年3月HYDROGRA咖CSURVEYINGANDCHARTGMar．．2010多波束测深残余折射处理技术的对比研究刘胜旋，屈小娟(广州海洋地质调查局资料处理研究所，广东广州510760)摘要：针对多波束条幅存在的残余声线折射影响，加拿大CarisHIPS多波束资料处理软件除了支持声速剖面改正外，还提供了一个折射改正工具。该折射改正工具简单易用，效果所见即所得，能够快速消除声线折射产生的假地形。通过实测数据对这两种改正方法的结果进行了比较。关键词：多波束测深；残余折射；折射改

3、正；声速剖面改正中图分类号：P229．1文献标识码：B文章编号：1671~044(2010)02—0049—03主测线数据，另一部分为南北向EM1002专门布设的1引言控制全区的联络测线数据。所有数据经过水位改正在影响多波束测深精度的各种要素中，声速改后，水深范围62～66m，整体地形西高东低，其内发育正是各项数据改正中最重要、同时也是最难控制的众多波长为10多米的沙波，沙波的高差为o．3～Q6m。影响因素⋯。声速剖面测量方式引起的多波束测深误差是一个普遍存在的问题，并自始至终不同程度地影响着测深的精度J。目前市场上有一种由加

4、拿大BrookeOcean公司生产的走航拖曳式海洋声速剖面测量(MVP)系统，能够在无需停船的条件下进行垂直剖面测量j。MVP系统在加拿大已普遍应用，国内也有相关应用单位。MVP系统的应用，能够极大地消除水体声速变化对多波束测深图1研究区域的测线布设情况的影响。但是对于那些没有应用MVP系统的多波束测量系统，在多波束资料后处理时经常发现明显EM1002联络测线由于没有及时采集新的声速的残余声线折射影响，这些残余折射对数据精度、图剖面，原声速剖面超出了使用时效，以致出现了明显形制作均存在不同程度的影响。对这些残余折射的的笑脸状条

5、幅弯曲。原计划以EM3000测线生成的处理，一般的方法都是通过编辑现有的SVP，然后对曲面为基准曲面，分别研究EM1002测线经过声速原始数据重新进行改正(称声速剖面改正法)。这剖面改正、折射改正后与基准曲面的偏差，进而判断种方法虽很成熟且广泛应用，但是实际处理时费时两种改正的效果。但在资料后处理时，发现又费力，效果还不一定理想。加拿大CarisHIPS多EM3000测线条幅同样受到声线折射的影响。波束资料处理软件除了支持声速剖面改正外，另外这种折射现象的存在影响了其作为基准曲面的还提供了一个折射改正工具。该折射改正工具简单真

6、实性。最后改为研究EM1002测线声速改正后数易用，效果所见即所得，能够快速消除声线折射产生据、折射改正后数据与原始数据两两之间偏差情况。的假地形。本文对该改正方法的理论依据、改正的经过折射改正后的EM3000测线用于生产一个地形精度进行了深入的探讨。趋势控制曲面，控制EM1002测线的声速改正、折射改正程度，但不参与精度对比。2研究方法3HIPS声速改正与折射改正方法图1为广州海洋地质调查局在某海区使用两套不同的多波束测深系统采集数据制作的地形图。该本次资料处理中声速剖面的编辑原则是以图由两部分数据组成，第一部分为近东西向E

7、M3000EMIO02测线当时使用的声速剖面为准，同时参考收稿日期：2009一O1—16；修回日期：2009—07—30作者简介：刘胜旋(1972一)，男，广西象州人，高级工程师，主要从事海洋多波束资料处理研究。海洋测绘第30卷测线周围的实测声速剖面数据，再结合声速剖面与4定量对比多波束条幅之间的关系j，编辑声速剖面的节点，最后以编辑后的声速剖面对EM1002测线重新进行研究区域中EM1002测线的长度大约为声速剖面改正。不断重复编辑与处理，直到1．43km，共包含789个条幅数据。分别用折射改正EM1002曲面与EM3000

8、曲面的趋势基本一致为止。法和声速改正法对该测线进行了处理，然后输出它折射改正算法根据条幅波束点的水深与横们的相关信息：测线名、条幅号、波束号、经度、纬度向距离，以及假设的1500m／s恒量声速剖面，采用逆与水深值。图4为EM1002测线折射改正、声速改向勘查表(1ook-uptable)法，计算出对应波束的正的典型剖面对比图。上小图为典型剖面的位置示旅行时与波束角。然后根据修正的1500m／s声意图，下剖面图为折射改正后与声速改正后同一波速剖面，重新计算出波束点的水深与横向距离。如束点的水深变化情况，十字点为声速改正后水深点，

9、果声速修正值适当的话，那么声速折射现象将完全圆点为折射改正后水深点。可以看到，折射改正后消失。在计算水深时，还需进行垂荡改正。的水深点较声速改正后的水深点偏深。经计算，偏折射改正原理可以通过图2表示J。首先假设差的幅值约为0．25％。海水的声速值为均匀的1500m／s，再通过