声速误差对水深测量的影响分析.pdf

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1、2014年11月水运工程NOV．2014第11期总第497期Port＆WaterwayEngineeringNo．11SerialNo．497卫声速误差(长江对航道水梁测量达深中炜心，，测张湖北宝量武瑞汉的4300影10)响分析摘要：从声速误差来源进行分析，探讨了目前长江航道水深测量中声速测量的现状，并对长江上不同水道的声速进行长达4a的声速测量和数据分析，通过数据分析长江航道水深测量中影响声速的各种因素，从而发现规律，最后提出了一些减少声速测量误差对水深影响的相关方法。关键词：声速误差；水深测量；温度中图分类号：TV221．2文献标志码：A文章编号：1002·4972(2014)l1-002

2、8-03InfluenceofsoundvelocityerroronbathymetricsurveyLIANGDa-wei．ZHANGBao—rui(Chan~iangWaterwaySurveyCenter，Wuhan430010，China)Abstract：Thisarticleanalyzesthesourcesofvelocitverror，discussesthecurrentstatusofsoundvelocitymeasurementintheYangtzeRiverchannel’Sbathymetricsurvey，andcarriesoutsoundvelocity

3、measurementof4yearsanddataanalysis，tofindoutthefactorsinfluencingthesoundvelocityandachievethelaw．Meansofreducingtheinfluencefromthesoundvelocityerroronthebathymetriesurveyareprovided．Keywords：velocityeror；bathymetriesurvey；temperature在航道测量中，水深测量是不可缺少的一部面测量误差主要来自于海水环境的变化及仪器的分，测量方法通常采用船载测深仪(单波束、多系统误差

4、。对于常采用CTD声速剖面测量法，其波束)的方式进行水深测量。涉及改正的参数主系统偏差为：△T=3×10。C，△=2×10一ppt，要有换能器吃水、灵敏度及声速值等，声速是其AD=3×10一bart”。中一个核心参数。声速在测量中存在误差，为此根据Mackenzie声速公式和误差传播理论，声在水深测量外业数据采集及内业数据后处理过程速测量误差为：中，为了尽可能减小声速值对真实水深数据的影AC={[△r『+[△『+响，需要减少声速测量的误差。【△。(1)1声速误差来源影响声速的3个主要因素是温度r、盐度和声速的研究首先要从声速剖面人手，声速剖深度D，其中温度对表层水面的作用使得声速的面直接决定着

5、声线的实际轨迹，是声速改正的变化比较复杂。在同一天的水深测量中，气温对基础。表层水温的影响可能很大，对于声速的影响是非海洋测量中，声速剖面影响有时相当显著，常显著的；另外，特殊水域水文因素的改变、水且对测量结果的影响是来源于多方面的。声速剖流特点的作用等对于声速测量的影响也不可忽视。收稿日期：2014-09-09作者简介：粱达炜(1989一)，男，助理工程师，从事长江航道测绘生产工作。第11期梁达炜，张宝瑞：声速误差对水深测量的影响分析·29·因此，在声速测量时，需要根据特定水域的情况，2013年8月采用SVP．20声速剖面仪进行了长达制定严密的声速剖面测量方案。4a的观测。通过对大量的原始数

6、据进行分析，摘取了同一水道部分数据(表1)。2长江声速测量现状表12011—2O13年水深、温度对声速的影响1)直接声速测量法。在声速测量中用声速剖面仪直接测量水体中的声速值，基本工作原理是要测量声波在某一水深处固定距离上传播的时间或相位。具体测量方法有脉冲时间法、干涉法和脉冲循环法等。其中脉冲时间法是在所测水体介质中放置一组发射、接收换能器，它们之间的距离是精确的已知值d，通过测量脉冲信号传播的时间t，便可以计算出声速C：C=d／t(2)该测量方法是目前应用最广的声速测量方法，其精度一般可以达到每秒亚米级。2)间接声速测量法。在水中影响声速的因素比较复杂，基本不可能测得最准确的值。目前，长江

7、上航道水深测量中声速值间接测定使用的方法多是使用温度计测不难发现，当水深固定为0．7m，温度23℃量长江水层表面以下多层江水的水温，根据水温时，声速为1491．3m／s；温度为25℃时，声速为声速表查询求得当前水温对应的声速，取其平均1496．8m／s；温度26℃时，声速1500．3m／s。当值，进而在测深仪中进行设置，从而尽可能减少水深固定为3．4rn，温度8．6，声速1441．3m／s；声速误