多波束測深系統(tǒng)簡介

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同時獲得數(shù)十個相鄰窄波束的回聲測深系統(tǒng)。一般由窄波束回聲測深設(shè)備(包括換能器、測量船搖擺的傳感裝置、收發(fā)機等)和回聲處理設(shè)備(包括計算機、數(shù)字磁帶機、數(shù)字打印機、橫向深度剖面顯示器、實時等深線數(shù)字繪圖儀、系統(tǒng)控制鍵盤等)兩大部分組成。主要用于海底地形測量、掃海測量和海上施工區(qū)域的測量。

裝在測量船上的多波束測深系統(tǒng)，每發(fā)射一個聲脈沖，可以獲得船下方的垂直深度，同時獲得與船的航跡相垂直的面內(nèi)的幾十個水深值，從而實時繪出海底地貌圖。通過船上計算機對各種數(shù)據(jù)的處理，可由繪圖儀繪出等深線圖，精準測定航行障礙物的位置、深度。20世紀60年代初開始，先后研制了多種類型的多波束測深系統(tǒng)，工作深度為200--1200米，橫向覆蓋寬度可達深度的三倍以上。

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)沿時或相移后后相加求和，形成幾十個或者數(shù)百個相鄰的波束。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或幾百個窄的測深波束。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縱橫搖擺的影響，一般采用姿態(tài)傳感器進行姿態(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用的多波束測深系統(tǒng)是當今高新技術(shù)的集成,是世界上目前進行水下地形測量較先進的設(shè)備.與傳統(tǒng)單波束測深儀相比,特點是可對水下地形作全覆蓋無遺漏的測量,進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)的探測目標機制

多波束是一種測深工具而并非成像系統(tǒng)，無法直接在記錄紙上進行打印，必須先構(gòu)建數(shù)字地形模型(DTM)，再根據(jù)DTM構(gòu)建地貌影像圖，從而能夠反映細微的地形起伏所導致的坡度和坡向變化；此外，多波束的中央波束探測效好，邊緣波束效果差；多波束采用三維可視化的方法進行目標判斷，在3D GIS系統(tǒng)中可以直接提取目標物的平面位置和高度，還能夠從不同的角度進行觀察，便于掌握目標物的形狀特征。但是，除非我們在進行測深的同時采集反向散射強度信息，否則我們無法得到與目標物的底質(zhì)類型相關(guān)的信息，因此，多波束比較適合于沉船或者管線等容易根據(jù)形狀進行判斷的目標。

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