多波束測深系統在航道測量中的應用分析

摘?要：隨著科學技術飛速發展，越來越多的先進技術測量系統應用到航道測量當中，其中應用最多的測量系統就是多波束系統。多波速測深系統之所以廣泛應用，其主要原因是該系統測量效果精準，可以為航道測量提供較為精準的參考數據。為此，文章將以多波速測深系統概述為著手點，對多波速測試系統在航道測量中的應用予以有效分析。

關鍵詞：多波束測深系統;航道測量;應用分析

隨著全球海洋戰略地位日益凸顯，世界許多沿海大國紛紛將國家海洋權益、海洋經濟以及海洋環境轉變成國家發展戰略之一，致使海洋勘探工作變得越發重要。其中海洋工程勘察過程中，海底地形測量是最為重要組成部分。為了提高海底地形測量的精準性與準確性，許多國家紛紛采用多波束測深系統，為海底勘測提供精準數據。

一、 多波速測深系統概述

多波束測深系統在測量過程中，主要向水底進行多個測量點進行測量，同時獲取測量深度值。通過發射多波束系統接收明確其定位姿態，具有較高的數據精準性，能夠提升航道使用效率，推動我國內河航道以及海洋航道事業穩步發展。當前，水下探測技術中的多波速測深技術，在科學技術的推動下快速發展成為該領域中極為重要的新興科技。其主要原因是該項技術是通過聲吶技術、計算機技術以及空間探測技術等相關科學技術融合在一起組成的新型技術。在水下探測過程中，多波速測深系統具有較高的密度與靈敏度。

由于多波束系統是將多種先進技術結合在一起的最先進的測量系統，在實際應用過程中具有較強優勢，測量覆蓋范圍極廣，能夠對水下物體實施全覆蓋式測量，并能對水下各種地形細微變化予以有效快速的測量顯現。在航道測量過程中，還能保證測量數據的精準性與可靠性，并對原有數據中存在的偏差進行有效改正，快速精準了解水底實際情況，避免船只在航行過程中不必要的危險。另外，多波束測深系統還可以將所得數據轉化成直觀數據圖，并在原有基礎上逐漸完善自身系統功能，依照實際測量情況，繪制出不同比例尺的數據圖表。借助圖表展示測量深度水深等相關數據，還能利用測量數據生成地形模型圖，制成相關質量報告以便隨時查閱分析探究。

二、 多波束測深系統在航道測量中的應用

（一）作業前準備

航道在實施測量之前應對天氣、海況以及測量區域的船舶通行情況予以綜合考慮，制定科學合理的測掃作業表，保證測量結果符合相關要求。在測量過程中，航道淤積情況大不相同，測量人員需要對航道邊坡外、航道邊坡以及航道內的水深變化予以探究，并在水位線最深處設置主測深線，促使航道內外通過加密措施，避免測量區域發生遺漏情況，保證測量區域布置合理，以此提高測量質量，降低測量成本。另外，在多波束系統安裝過程中，技術人員應對該系統進行坐標軸校正，避免因坐標軸旋轉問題引發該系統出現偏差，以此保證多波束測深系統安裝具有良好的精準度。

（二）地形實際測量

在多波束測深系統測深過程中，技術人員應保證定位、勘測技術設備以及監測動態傳感器械設備處于良好的運行狀態，一旦發現測深設備以及姿態傳感器出現故障，技術人員應立即停止探測工作。倘若設備中羅經系統出現10秒鐘的故障應立刻停止測試作業;倘若網絡定位系統出現20秒鐘的定位錯誤也要立刻停止作業，并對其進行科學合理的檢測排查，不要在測量中出現急轉彎情況。測量結束以后，技術人員還要對多波束測深系統的參考數值進行設置，將原本外業原始數據轉變成內業原始數據格式，提取出內業數據予以有效應用，并在測量現場對數據內容進行有效核對，排除航道中諸多不利因素，待責任人簽字后可以交付內業使用。

（三）聲速剖面測量

多波束測深系統在掃描過程中，主要是通過換能器表層聲速對相同地點進行不同時間段的聲速測試，由于換能器表面容易受溫度影響，致使相同地點在不同時間段測試的數據結果各不相同。表層聲速測試存在的差異性直接影響海底探測精準度，導致海底出現畸形變化。另外，多波速測深在剖面測量過程中，還要選擇航道中心具有代表性的水域進行測量，并將單個聲速剖面測速控制在5千米范圍內，每天前后范圍各測量一次，降低測量誤差。但多數測量深度系統開始工作時，各類儀器設備應對動態測量進行綜合并組成數據文件保存在計算機當中，通過文件網格數據明確水底帶寬以及水深顏色，對當前漏測信息進行補測，以此保證檢測數據的完整性。

（四）數據處理

數據處理主要是將多波束測深系統的測量數據進行處理，其中預處理是指將定位數據、聲速剖面數據、潮位數據、深度數據等諸多數據信息進行相關處理，通過數據編輯、去噪、合并等處理方法，提出精準有效的數據信息。而成圖處理則是在預處理之后將所得海深數據信息，通過網絡計算機技術生成網格化使其成為地形模型，為航道勘探者繪制成水下地形圖，通過科學合理的推算明確潮位位置，使其在籌備區域內得到最佳數據模擬數值。另外，多波束測深系統數據處理過程中，應對該測量區域內的水位情況進行有效測量，通過不同水域的主要特點進行改正，借助重疊方式計算出平均潮位位置，并對之前不同潮位控制范圍的偏差予以有效改正。還可以借助相關軟件系統對其數據進行處理，依據船舶型號建立相關文件，并在船舶各種儀器設備的精度與探頭準度等相關位置，將精準數據輸入到系統當中，對野外采集到聲速文件予以系統編輯，改正原有聲速文件偏差值。

三、 結語

最近幾年，隨著國內外對多波速測深系統大量研究之后，多波速測深聲吶技術已有較大突破，并且我國已經研制出多款具有實用型的多波速測深聲吶產品，使其可以廣泛應用于水庫、湖泊、海洋、堤防、地下水測量等相關水域工程，有效降低測量誤差率，顯著提升水深測量成果，值得大力推廣應用。

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作者簡介：

韓忠國，安徽省蚌埠市，安徽省港航管理局淮河航道局。