多波束水深測量誤差源及成果質量評估

(1浙江省測繪大隊 浙江杭州310030;2臨海市測繪院 浙江臨海317000)

(1浙江省測繪大隊 浙江杭州310030;2臨海市測繪院 浙江臨海317000)

在實際生活中的海洋深度測量工作，一般都是與多波束測量系統相結合來進行的，對內部和外部因素的了解，對于海洋環境和自身原因等一些容易導致復雜失誤出現的因素進行分析，系統性偏差適用于多波束測深為指標水深成果的質量控制和檢測體系，制定了質量檢驗項目，其中包含有多波束測深數據的處理，計算和檢驗評估等一系列過程。

多波束測深系統性偏差質量檢驗 誤差來源

近年來，我國經濟和科學技術水平有大程度的提高，多波束測深系統應用更加廣泛，尤其在海洋調查，港口和河流及大陸架勘測等方面。文中將實踐和經驗相結合，側重于對多波束測深系統和解決方案的誤差主要來源的調查和研究，同時對準確度進行評估。

1 多波束水深測量誤差源分析

1.1 多波束水深測量典型粗差

多波束測深裝置大體上可以概括為測量深度的換能器和定位裝置，還有表面速度的聲級計，探查聲音，驗潮站等眾多輔助設備。這些測量儀器本身都自帶噪音的，加上海洋環境的復雜，影響了設備的海洋環境復雜的動力學，在對聲納換能器的參數進行設置時可能出現偏差，以及其他因素，這會導致一手資料里面出現不同類型（如位置，態度，聲音，汰漬的速度，測深）等不科學的信息數據。如沒有判斷和直接計算統計所收集到的信息，將其集成得到一個水深數據，把這些異常的數據處理后，孤立性位置的方位不正確，或水深度有問題，或這兩種情況都出現，這就是粗差，也被稱為一個錯誤信號。

1.2 多波束水深測量典型系統性偏差

多波束測深系統組件表明，多波束偏置系統性來源仍然是多種多樣的，具體有具體位置的確定，外觀姿態，聲音的速度，潮汐速度等等多個方面。這些異常數據的具體顯示是表現方面異常位置或者范圍在確定過程中出現偏差，或者所測量的水的深度數據明顯不正確，或這兩種情況都出現，這是所說的系統性誤差。

圖1 測深條帶“蝴蝶”狀系統性偏差圖示

圖2 測深條帶“哭笑臉”狀系統性偏差

關于系統性偏差姿態數據修正不完善的結果，來源有以下原因：（1）由于探測傳感器安裝不牢固，當風，浪，流對其進行沖擊時，傳感器本身的測量平臺，航行產生高頻共振，傳感器測量數據就會出現不統一的情況，導致在一個系統性偏差，對于這些影響，如不嘗試著去削弱，基于一定規律，水深數據將會“抖動”；（2）因為1PPs不管用了，或其他原因，姿態傳感器和探測傳感器有一個固定的延時，或者延時會變得不規則，姿態傳感器和測深所測得的數據會出現偏差，測深條帶就會顯示一個“蝴蝶”形。圖1。

由于體制不完善的偏見左右的速度校正聲音數據。聲音速度分布是不準確的或存在代表錯誤的，正確的缺陷造成的聲音的速度，并最終影響的海底上的地形測量準確度和精度的光束的影響的邊緣是特別顯著，常導致“哭笑臉”作為等現象，圖2，以消除系統誤差所示可以遵循通過聲音的機制和聲音的速度的原理的錯誤，并逐漸減弱的聲音通過調整聲線數據值探測錯誤的速度的影響。除了測深工作表面時，也需要在平面換能器應設置，以確保聲速計數器，實時準確和可靠的測量。

2 多波束水深測量成果質量評定

2.1 多波束水深測量成果質量評價指標

只有波束測深的成就，多波束測深的質量評價結果主要有兩種：一種是對應不同深度的限制錯誤的調查，關于對測深儀器測量精度的具體表現我們通過表1反映出來。

表1 對應不同深度范圍的極限誤差指標

另一項內容是主線和檢查線不匹配的統計值，它不應該超過超車點參與的點的總數的15%的規格的交點，對于測深內符合精度的具體表現我們通過表2反映出來。

表2 主測線與檢查線交叉點不符值要求

2.2 多波束水深測量成果質量檢查與評定

對多波束測深的結果進行研究的過程中，各種嚴重的錯誤和系統性偏見是不可避免的，為保證多波束測深工作的進行，對測量數據的處理，對結果的統計，及測試的過程中對于其他質量方案的評價，找出由各種因素所導致的數據錯誤情況。

3 結束語

在未來的海底地形測量工作以及數據資料的收集過程中，多波束測深系統很有可能是最主要的技術手段，通過發揮多波束測深系統的主導作用獲得水深數據，所以，必須要加大對多波束側身軟硬件的研究力度和投資力度，對于其自身價值有一個全面的理解，最大程度上避免各種因素導致的數據偏差問題。

[1]魏星海,王換科.多波束測量誤差分析 [J].現代測繪,2016(2).

多波束水深測量誤差源及成果質量評估

■顏煜1李鴻2

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-261-1