淺析多波束測深技術在水下地形測量中的應用

王 炎 宋 熇

（中交上海航道勘察設計研究院有限公司，200120）

1 關于多波束檢測技術的簡介

1.1 水下地形測量運用多波束測深技術的背景與意義

隨著國內海洋工程的不斷發展，人們對海洋海底地形資料的需求度也在日益增加，多波束測深技術是近幾年從國外引進的新型技術，相比傳統的測深技術而言，多波束測深技術的檢測范圍更廣，耗時也更短，能夠更大效率的在短時間內收集到水下地形的情況，高效率、高精度與高分辨度，這讓多波束測深技術的發展道路越走越遠，但同時存在的問題也需要引起人們的關注，如何解決這些問題，最大化的應用多波束測深技術，是當前需要探究的問題。

1.1 水下地形測量運用多波束測深技術的原則

一是準備測深前期要做好準備工作。在準備階段要收集檢測水域的水文等一系列資料，根據檢測水域的實際情況制定測量計劃以及多波束測深方案，要對待檢測水域有一定了解，勘察工作才更容易開展。

二是數據采集過程要重視。操作人員必須嚴謹的按照多波束檢測系統的說明書嚴格的執行操作步驟，確保每一步操作的正確性，還要仔細檢查設備是否正常，參數設置是否準確無誤等問題，如出現錯誤，需要操作人員及時更改過來以免耽誤測深工作。

1.3 多波束測深技術的變化與創新

一是工作的效率更高。與傳統的測深技術相比，多波束測深系統的測量范圍更加的廣泛，測量的速度也遠遠高于傳統測量方法，在精確度與效率上都是傳統測深技術無法比擬的。

二是成像的效果更好，多波束測深技術是將點、線發展成面，最終呈現3D的立體圖像，非常適合進行大面積的水下地形檢測，而且成像效果更直觀，更利于觀察水下地形的狀態。

2 當前在水下地形測量中運用多波束測深技術的主要問題

2.1 多波束測深技術數據處理方面還不夠

相對于其他研制數據處理方面的高速發展，多波束測深技術在數據處理方面的進度緩慢，可以說是止步不前了。這是因為多波束測深技術在水下進行數據采集的時候是處于一個復雜的水下環境，是一種動態作業，有很多不確定以及未知的因素在給多波束測深技術的數據處理方面帶來很大的阻礙。

2.2 水下的信號與水上的信號不能同步

多波束測深技術是運用在水下，而水下會影響信號，信號不好會導致圖像不能成，或者是圖像模糊不清，不能達到預期的圖像效果，有的時候定位效果還會不好，定位坐標不能與實際情況保持一致，實時采集的水深值不能很好的記錄下來。

2.3 水下自身帶有的因素影響多波束測深精度

影響多波束測深精度最主要的問題就是水中的聲速，水中各個區域水的鹽度不同會影響聲速，溫度變化會導致聲速的變化，還要就是壓力的變化也會導致聲速發生改變，聲速不同產生的背景噪聲也就不一樣，這種背景噪聲會影響測量的記錄，最終影響到測量精度達不到要求。

3 針對當前問題提出的改革措施

3.1 改變水流氣泡的影響

確定什么噪聲是可控，什么噪聲是不可控的：在檢測過程中由聲納、螺旋槳、發動機等引發的自身噪聲是可以控制的，自然狀態下引起的黃金噪聲是不可控制的，可以采取相應的措施例如在換能器上面安裝上導流罩，將船體的形狀設計承流體型，還可以改變聲納頭到船殼的高度，將水流氣泡的影響降到最低。

3.2 水下信號問題需要重視，加強信號的連接

信號不強導致成像困難的問題可以選擇加強信號強度，定位系統需要不斷的改革與創新，到不同的領域都應該適用于該鄰域，不會在領域有小狀況的情況下就出現信號不強的狀況，需要企業投入大量的資金進行科研，還需要專業的科研人員進行研究，根據影響信號強弱的因素作為出發點，不斷實踐與總結，解決因為水質不同、含鹽量不同導致的信號差等問題。

3.3 操作人員素質與素養的提高

在實際操作過程當中，操作人員也是決定多波束測深工作成果優質與否的重要因素，可以說操作人員是起到決定性的作用，因此操作人員是素質過硬以及操作水準過關都是需要重點關心的對象，在實際測量當中，要求操作人員認真考慮到每項參數的改正，需準確并且及時觀察測深覆蓋圖像是否出現問題。精準判斷處在問題的可能因素，逐一判斷找出關鍵因素并及時改正。

4 小結與展望

多波束測深技術是目前水下地形檢測的主要手段，利用多波束測深技術可以得到較為精確的測深數據，檢測范圍覆蓋率也很強，成像也更加的清晰直觀，對比其他的探測技術，可以更為精準的反映出水下地形的地貌特征，這對水下地形檢測有著非常重要的意義，多波束測深過程中存在的各種參數誤差需要進行改正，這對相關領域的研究來說都是一種新的挑戰。