浅谈多波束测深质量控制（全小龙）

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1、浅谈多波束测深质量控制（全小龙）　　摘要:多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中一种非常重要的水深测量方法。由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统，与传统的测深设备相比，其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性。在测量过程中，仪器设备因素、海况因素、人为因素等都会不同程度地给多波束系统的正常测量工作带来一定的干扰与影响。为了获取高质量、高精度的水下河床扫测成果，必须对多波束系统的整个测量过程进行检查监测和质量控制。 　　关键词:多波束测深;检查监测;质量控制;水下地形测量;水深测量 中图分类号:P332文献标识码:A 1概述 　　多波束测深系统也称声纳阵列测深系统，它以全覆盖、高效率

2、、高精度等优势，在沿海港口和内河湖泊水下地形测量中发挥着越来越重要的作用。由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统，它集当代电子技术、计算机技术、卫星定位技术等先进技术于一体，与传统的单波束测深设备相比，在数据采集、数据后处理等方面有着明显先进性与复杂性。为了获取高质量、高精度的水下河床扫测成果，必须要求在多波束系统的整个测量过程中进行检查监测与质量控制。 　　由于多波束测深系统的高新技术性，系统的使用与维护，扫测成果的研究与应用，目前仍处在探索性阶段，国标及行业标准中对多波束测深质量的控制与检验工作一直没有统一的规范和标准可以遵循。因此，深入开展多波束测深质量控制措施探讨，总结多

3、波束测深质量控制经验，对推广普及多波束测深新技术运用，提高多波束测深系统测量成果质量有着重要意义。 2测前准备阶段质量控制 　　在测量准备阶段，应收集测区已有的水文等资料，并根据测区实地查勘情况及任务的要求制定周密的测量计划和多波束扫测质量控制方案，并使其贯穿整个多波束测量全过程。测前准备阶段质量控制的具体内容主要包括:测区查勘与资料收集、传感器系数校正、系统稳定性试验、位置与水深误差评估、多波束测线布设方案等。 　　测区查勘与资料收集。测区查勘与资料收集是进行多波束测量设计和观测布置的主要依据。多波束测量前应充分收集测区已有成果资料并需开展实地查勘。收集资料应包含测区控制成果、地形图资料

4、、水文资料等。测区查勘内容应包括测区水流、过往船舶、水悬物分布、礁石浅滩分布等情况。当在新测区开展多波束扫测任务时，应在多波束扫测前布置1次较小比例尺的单波束测量，其施测成果作为多波束扫测布线依据。 　　传感器系数校正。在测量前应对多波束测深系统各传感器进行测试、检查与校准。定位系统可采用已知点检测、全站仪比测、系统定点连续观测等方式，并将采集获得的比测数据、定位数据进行分析处理，评估其稳定性、误差、差分信号质量和接收卫星数是否符合精度要求。对姿态传感器、电罗经测前应进行必要的检查和系统测试，以确定信号是否正常、连续，并需进行必要的校正。 　　系统稳定性试验。测前应对多波束测深系统进行系统

5、稳定性试验和测区不同深度、不同航速下的航行试验。可选一水深大于20m的平坦水域，对水深进行重复测量，根据测量数据进行系统精度评估，同时观察主机及定位系统、船姿、电罗经等传感器设备是否工作正常，精度可靠。在测区选择地形起伏变化较大的水域，进行数据采集，以观测系统在不同水深、不同航速下是否工作正常，每个发射脉冲接收到的波束数是否大于总波束数的80%，系统的其他方面的工作是否正常。 　　位置与水深误差评估。系统试验所有采集的测深点应采用95%的置信度对位置和水深进行误差估计，观察其是否符合精度要求。对于位置，可以用多条检查线进行对比，检测其精度是否符合设计及规范要求。对于水深，可结合测线进行精度

6、评价，并确定主检不符值的误差分布特征。同时由于各传感器具有各自独特的误差特征，因此应在试验采集的数据中抽取各传感器的数据进行独立的误差分析，以便发现问题及时解决。 　　多波束测线布设。多波束测线应沿测区主体地形走向平行布设，测线间距应能保证相邻测幅有一定的相互重叠，测幅间重叠度应根据任务要求进行规定。多波束测量期间要根据实际水深情况和相互重叠的程度合理调整测线间距，以避免扫测盲区，或不必要的过量重叠。在测区要布设至少1条跨越整个测区、与大多数测线方向垂直的检查测线。 3系统安装与校准阶段质量控制 　　多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统，除多波束本身外，还包括导航定位测量系统、船舶

7、姿态测量系统、船艏向测量系统。多波束系统安装与校准是多波束测量的一个重要环节，其校准数据的好坏将直接影响测量精度和成果质量。系统安装与校准阶段质量控制主要内容包括:系统各传感器设备安装要求、测船坐标系建立、系统安装偏差校准等。 　　系统各传感器设备安装要求。系统设备安装应严格按照相关设备安装技术要求进行，系统安装布局应使综合噪声水平降至最低，多波束换能器应优先考虑船底安装。多波束换能器安装应牢实稳固，位置不宜靠近测船机房