【摘要】文中總結了RESON SeaBat 7125多波束測深系統(tǒng)在大東港航道測量中的應用情況，探討了多波束測深系統(tǒng)安裝測試方法，定位導航實施方法，測量步驟，數(shù)據(jù)處理，成果比對思路。

【關鍵詞】多波束測深系統(tǒng)；安裝測試；航道測量；數(shù)據(jù)處理；成果比對

多波束測深技術是一種先進的測量水深和海底地形的技術。與傳統(tǒng)的單波束測深技術相比較，多波束測深系統(tǒng)具有無遺漏全覆蓋測區(qū)、測量效率高、成果精度高等諸多優(yōu)點。單波束測深技術查明航行障礙物是非常困難的，多波束測深系統(tǒng)以其對水下地形的超強的識別能力被應用于航道水下地形測量，用來確定保障船舶安全的航道水域和水深。本文選擇RESON SeaBat 7125多波束測深系統(tǒng)在丹東大東港航道水下地形測量中的應用情況進行總結、探討。

1、工程概況

為丹東大東港港池至錨地段航道設置航標保障進出大東港船舶航行安全提供相關數(shù)據(jù)，需要在大東港港池至錨地段航道水域進行水下地形測量。航道長約23公里，航道平均寬約240米，選擇1：1000比例尺進行施測。

2、多波束測深系統(tǒng)安裝要求及測試

本工程測量使用“丹航021”航標測量船，船長44m，船寬8.9m，吃水1.85m，動吃水0.05m。RESON SeaBat 7125多波束測深系統(tǒng)按設計要求安裝在測量船固定位置上。以船體重心作為參考點（COG）建立船體坐標系，定義船右舷方向為X軸正方向，船頭方向為Y軸正方向，垂直向上為Z軸正方向，量取各傳感器相對于參考點的位置，往返各量一次，取其中值。輸入工作項目，以便對船在運動中引發(fā)的換能器探頭、GPS天線位置的變動進行實時姿態(tài)改正。

2.1安裝要求

多波束的換能器采用舷側安裝法安裝，裝在距船尾2/3，且牢固不活動的部位。安裝時要注意固定好，以免測量換能器產(chǎn)生抖動，下沉。電子羅經(jīng)安裝在測量船的中心附近并且指示方向應與船首方向一致。遠離電磁干擾源，避免其測出的方向數(shù)據(jù)失真或受到干憂。DGPS接收機天線安裝在船舶高處，盡可能遠離船舶主桅桿、大功率的無線電發(fā)射信號源，減少信號多路徑效應。姿態(tài)儀應固定安裝在船舶的重心或盡可能靠近重心，并盡可能與水平面平行并且具有方向性。

2.2測試

各項安裝完畢后，測定各儀器的工作狀態(tài)，如GPS接收衛(wèi)星和差分信號的狀況、換能器發(fā)射和接受信號強度的狀況、數(shù)據(jù)采集軟件的數(shù)據(jù)采集狀況和舵手導航屏幕接收的信息狀況等，并逐一進行調試。開機運行各設備及軟件，觀察設備運行情況，數(shù)據(jù)質量，軟件采集狀態(tài)等。

工作前使用聲速計測定水域的聲速剖面曲線和使用DGPS測定坐標轉換參數(shù)并輸入采集軟件系統(tǒng)中，然后在港池內(nèi)選取平坦和地勢變化較大的地區(qū)分別布設一條和兩條平行的測線進行多波束安裝校正，包括橫搖差（Roll）、縱搖差（Pitch）、首搖差（Yaw）等項，校正測量時嚴格控制船速及航向，保證校正資料的質量。

3、測量

實際測量時多波束系統(tǒng)采用120°掃寬，在計算機屏幕上調入已設計的計劃測線和網(wǎng)格，并使系統(tǒng)的各儀器進入運行狀態(tài)，當測船進入測區(qū)并沿著計劃測線航行時，開始多波束測深系統(tǒng)各種儀器測量數(shù)據(jù)的實時采集，并形成一定格式的數(shù)據(jù)文件記錄在計算機內(nèi)。同時系統(tǒng)掃測的帶寬和其水深對應的顏色直觀地填充在網(wǎng)格內(nèi)，使工作人員可以實時觀察到測線的重疊情況和測區(qū)有無漏測情況，對漏測的區(qū)域及時進行補測。

掃海作業(yè)完成后進行單波束檢驗工作，采用DGPS定位系統(tǒng)、單頻測深儀、測量軟件組成的水深測量數(shù)據(jù)自動化采集系統(tǒng)進行測量，測量前進行測深檢查，檢測線平均分布在掃海區(qū)域。

4、數(shù)據(jù)處理

4.1水位數(shù)據(jù)處理

由于本次測量區(qū)域較大，測區(qū)內(nèi)水位觀測站較多，故采用多站分區(qū)改正。各潮位站的有效控制范圍相互重疊區(qū)域采用重疊站的平均潮位值進行水位改正，水位改正具體過程由軟件自動完成。

4.2多波束數(shù)據(jù)處理

多波束數(shù)據(jù)處理先將Qinsy軟件采集的原始數(shù)據(jù)，在Qinsy軟件中加入潮位等預處理，后導入Qloud2.3軟件，然后在Qloud2.3軟件中進行進一步處理，作業(yè)過程如下：

⑴建立船型文件，將各傳感器的相對位置關系，探頭校準角度以及各儀器設備的精度指標輸入船型文件中。

⑵編輯聲速文件，將外業(yè)采集的聲速文件輸入Qinsy軟件，建立聲速改正文件。

⑶編輯潮位文件，將外業(yè)采集的潮位文件輸入Qinsy軟件的processing manager模塊，建立潮位文件，潮時采用UTC標準時間，潮高包括動吃水改正。

⑷對數(shù)據(jù)進行潮位改正，聲速改正。

⑸利用Qloud2.3軟件的Manage cleaning profiles、Execute cleaning profile等編輯模塊對數(shù)據(jù)進行粗差剔除，濾波。

⑹濾波完成后，進行人工交互方式，進一步剔除錯誤點。

⑺將處理完成的數(shù)據(jù)進行分區(qū)合并，并根據(jù)出圖比例尺要求，設定間隔10m為抽稀條件，對數(shù)據(jù)進行抽希，生成成果數(shù)據(jù)。

⑻展繪等深線等數(shù)據(jù)，編輯圖框，整理生成最終成果圖。

4.3單波束數(shù)據(jù)處理

水深測量結束后，首先對計算機采集的數(shù)據(jù)文件的聲速、吃水、文件名、點號及使用潮位數(shù)據(jù)進行校對后，利用內(nèi)業(yè)軟件對水深值進行消浪處理并保存。調整完畢再對水深數(shù)據(jù)進行潮位改正，形成最終的成圖數(shù)據(jù)。

5、與單波束測量深度互差統(tǒng)計

5.1統(tǒng)計方法

水深互差統(tǒng)計以多波束測深數(shù)據(jù)為模版，然后將單波束測量的水深數(shù)據(jù)與其進行比較，計算水深互差值，在所有的水深互差值的基礎上進行深度互差統(tǒng)計分析。

5.2統(tǒng)計結果

6、結語

從統(tǒng)計比較的結果來看，重合點水深較差小于0.2m點占總點數(shù)的95.1﹪，較差大的對比點均分布在邊坡附近，測量精度滿足規(guī)范要求。因此，將多波束測深系統(tǒng)應用于航道測量是可行的，其測深精度完全可以滿足航道管理和航標維護的要求。

參考文獻

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作者簡介

付偉（1980—）、男、漢族、遼寧省丹東市人、測量中級工程師、主要從事海洋工程測繪與管理。