多波束系統(tǒng)的核心介紹

測深系統(tǒng)的換能器基陣，由發(fā)射聲信號的發(fā)射陣和接收海底反射回聲信號的接收陣組成。發(fā)she器發(fā)出一個(gè)扇形波束，其面垂直于航跡，一般開角為 60°～150°，航跡方向的開角約為0.5°～5°。接收陣接收海底回波信號，經(jīng)沿時(shí)或相移后后相加求和，形成幾十個(gè)或者數(shù)百個(gè)相鄰的波束。航跡方向的波束開角一般為1°～3°，垂直于航跡的開角為0.5°～3°。組合發(fā)射和接收波束可得到幾十個(gè)或幾百個(gè)窄的測深波束。換能器基陣可以直接裝在船底或在雙體船上拖曳。為了保證測量精度，必須消除船在航行時(shí)縱橫搖擺的影響，一般采用姿態(tài)傳感器進(jìn)行姿態(tài)修正。

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什么是多波束系統(tǒng)

正近年來開始廣泛應(yīng)用的多波束測深系統(tǒng)是當(dāng)今高新技術(shù)的集成,是世界上目前進(jìn)行水下地形測量較先進(jìn)的設(shè)備.與傳統(tǒng)單波束測深儀相比,特點(diǎn)是可對水下地形作全覆蓋無遺漏的測量,進(jìn)而得到各種比例尺的水下地形圖,極大地提高了測量的效率和精度.多波束測深系統(tǒng)主要由主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)組成.其主系統(tǒng)主要包括:發(fā)射接收陣、收發(fā)單元、海底檢測單元和操作控制單元四個(gè)部分.輔助系統(tǒng)主要包括:定位系統(tǒng)、聲速剖面測量系統(tǒng)、電羅經(jīng)和船姿傳感器.

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多波束系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

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由于多波束的測量成果需要在地理框架下表達(dá)，因此波束在海底投射點(diǎn)的位置計(jì)算便成為多波束數(shù)據(jù)處理的一個(gè)關(guān)鍵問題。波束在海底投射點(diǎn)位置計(jì)算需要船位、潮位、船姿、聲速剖面、波束到達(dá)角和往返時(shí)間等參數(shù)。

計(jì)算過程包括：

①姿態(tài)改正。橫搖直接影響波束到達(dá)角，對于補(bǔ)償性多波束系統(tǒng)，船體的橫搖在波束接收時(shí)已經(jīng)得到改正；對于無補(bǔ)償性系統(tǒng)，通過擴(kuò)大扇面角來實(shí)現(xiàn)回波的接收?？v搖大小到一定的程度時(shí)，海底投射點(diǎn)深度和平面位置的計(jì)算也必須考慮其影響。

②根據(jù)波束到達(dá)角、往返時(shí)間和聲速剖面，計(jì)算波束投射點(diǎn)在船體坐標(biāo)系下的平面位置和水深。

③根據(jù)航向、船位和姿態(tài)參數(shù)確定船體坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將船體坐標(biāo)系下的波束投射點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地理坐標(biāo)。

④根據(jù)船體坐標(biāo)系原點(diǎn)與深度基準(zhǔn)面之間的關(guān)系，將船體坐標(biāo)系下的水深轉(zhuǎn)化為海圖深度。