多波束測深系統國內現狀研究

張俊明,戴秀杰,金黎云

（青島地球軟件技術有限公司,山東 青島 266555）

多波束測深系統國內現狀研究

張俊明,戴秀杰,金黎云

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闡述國內多波束系統的現狀、與國外對比及分析?？傮w來說國外該系統的研制基本成熟，國內的研制技術有待提高，從而打破國外壟斷和限制。

海深測;多波束測深系統;國內發展

1 引言

不同于單波束測深系統，多波束測深系統可在測量斷面內形成十幾個至上百個測深點，幾百個甚至上千個回向散射強度數據，從而保證了較寬的掃幅和較高的測點密度；另一方面，較窄的波束、先進的檢測技術和精密的聲線改正方法的采用，也確保了測點船體坐標的歸位計算精度，因而多波束測深具有全覆蓋、高精度、高密度和高效率的特點。因此，多波束測深系統正日益受到海道測量同行的認可，并在實際生產中發揮著越來越重要的作用。多波束測深系統是一種由多傳感器組成的復雜系統，系統自身性能、輔助傳感器性能和數據處理方法，對于系統的野外數據采集和波束腳印的歸位計算起著十分重要的作用。 為此，下面介紹系統國內發展進程、以及優缺點的比較、為未來的發展提供參考。

2 國內的發展歷程及現狀

二十世紀80年代中期----該多波束測深系統采用傳統的模擬波束形成技術，形成25個波束，沿著航跡方向開角為3°，垂直航跡方向開角為2.4°到5°，覆蓋寬度120°。這也是我國最早的多波束測深系統嘗試，但由于當時技術條件的限制未能投入實際應用。二十世紀90年代初----國家有關部門從國防安全和海洋開發的戰略需要出發，委托哈爾濱工程大學主持，海軍天津海洋測繪研究所和原中船總721廠參加，聯合研制了用于中海型的多波束測深系統，該系統屬于用于大陸架和陸坡區測量的中等水深多波束測深系統，它的工作頻率45kHz，具有左右舷共48個3°×3°的數字化測深波束，測深范圍10到1000米，覆蓋范圍2到4倍水深（覆蓋寬度126.8°）。該型條帶測深儀的研制成功，使我國成功躋身世界具有獨立開發與研制多波束測深系統的少數國家之列。二十一世紀初---中科院聲學研究所重點開展了基于相干原理的側掃聲吶的研究工作，在基于側掃聲吶的地形地貌探測理論和設備研制方面取得了重要進展。 2006年，哈爾濱工程大學成功研制了我國首臺便攜式高分辨淺水多波束測深系統，測量結果滿足IHO國際標準要求，鑒定專家認為其主要技術指標達到現階段國際同類產品先進水平，具有極大的推廣價值。在“十一五”863計劃、國家自然科學基金等項目的支持下，哈爾濱工程大學已擁有不同技術指標和特點的HT-300S-W高分辨多波束測深儀、HT-300S-P便攜式多波束測深儀、HT-180D-SW超寬覆蓋多波束測深儀三個型號。其中HT-300S-W高分辨多波束測深儀：小批量生產階段；HT-300S-P便攜式多波束測深儀：小批量生產階段；HT-180D-SW超寬覆蓋多波束測深儀：樣品階段。在2014年5月由中科院聲學所牽頭承擔的國家“863”計劃重點項目“深水多波束測深系統研制”在京通過驗收，其系統性能指標基本達到國際第三代水平，打破了挪威、德國等少數國家的壟斷和限制。

3 國內外現狀比較

國外目前以Elac公司和SIMRAD公司為代表的淺、中、深水多波束產品研制已經基本成熟，屬于穩定性高、普遍推廣的產品。

淺水多波束（1-500）：Elac公司SeaBeam1185；SIMRAD公司的EM 3000S。

中 水 多 波 束（5-2000）：Elac公 司 SeaBeam3050、SeaBeam3030；SIMRAD公司的EM 30。

深水多波束（5-5000以深）：Elac公司SeaBeam3020、 SeaBeam3012；SIMRAD公司的EM 300。

從測深技術的發展來看，國外多波束測深技術盡管經歷了短短三十年的發展，其研究和應用已達到了較高的水平，特別是近十年，隨著電子、計算機、新材料和新工藝的廣泛使用，多波束測深技術已經取得了突破性的進展，包括：全海深測量技術的發展、高精度測量技術的發展、集成化與模塊化的發展、高分辨率測量技術的發展。

與之相比，國內多波束測深系統與發達國家相比還有很大差距，就精度和穩定性而言，淺水多波束測深系統與國外精度相近，穩定性與國外有一定距離，只能小規模投入生產；中、深水多波束測深系統采集到的信號誤差大，精度低，產品處于研制階段。

4 總結

由此可以總結到國內除了淺水多波束測深系統已經滿足現階段同類國際同類產品先進水平以外、深水多波束測深系統還有待打破外國的壟斷和限制。深水多波束測深系統具有鮮明的軍民兩用特征，該技術對潛艇水下作戰有重大價值，具有重要的軍事意義，雖然國內在一定程度上可以達到與國外水平相近的多波束測深系統的研制水平，但遠不到國內普及的地步，國內絕大部分民用多波束還是引進國外的產品。

所以說，國內多波束測深系統的發展方向應該以國內推廣打破國外壟斷為目標，研制出更加成熟、穩定的產品。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.207