多波束测深系统误差源分析

高精度、全覆盖的多波束测深系统在我国资源调查专项和海洋区域地质调查中都发挥了重要的作用。根据长期对多波束系统的使用经验,分析了多波束测深系统的误差源以及如何减少误差源对多波束系统产生的影响。这些误差源主要包括运动传感器、艏向传感器、定位系统、声速传感器以及潮汐改正。     

多波束测深系统各误差的传播影响规律分析

系统总结了多波束测深点的误差源,给出了测深点误差估计模型。通过对Seabat 8101型多波束测深仪单呯测深点的误差影响估计,得出了各误差的传播影响规律及其影响量级,对多波束数据处理和测量成果质量评估具有一定的参考价值。     

多波束测量边缘波束测深精度分析与评估

根据多波束测深系统边缘波束采集的异常数据云图,判别分析多波束测深系统的各误差源对边缘波束测深的影响,从理论上探讨声线折射所引起的测深误差与边缘波束角之间的关系,通过多波束测深工程实例的精度验证,结果表明:换能器安装的牢固程度和校准精度、测船定位和姿态改正与测深的时间同步性,对边缘波束的测深精度影响较大;声线剖面误差使得中央波束和边缘波束的测深偏浅或偏深,各波束的测深误差曲线呈现"哭脸"状或"笑脸"状,但对于各波束测深的综合精度,中央波束精度相对较高,两侧边缘波束精度相对较低。     

多波束测深系统内部参数的检测与分析

分析了多波束测深系统各项内部参数产生误差的原因及造成的影响。就测量船横摇、纵倾,定位时延、航向等参数的检测方法进行了探讨,阐述了参数检测的测线布设及测试过程。     

多波束测深系统声线跟踪方法对比分析

多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点位置的计算带来较大误差。针对多波束数据后处理常用的几种声线跟踪方法,通过模型分析,仿真实验,对比分析得出了各个方法的优缺点,估计了各种跟踪方法的模型精度,证明等效声速法与常梯度法应用价值较高。     

相干声纳多波束与传统型多波束测深系统综合对比与实验分析

在工作原理、技术参数、采集软件和处理软件功能与操作,以及数据实测等方面对相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus和传统型多波束测深系统Seabeam 1180进行了详细对比。对比表明,两套多波束系统的工作原理完全不同;传统型多波束测深系统在探头下方数据密集,两侧的数据逐渐变稀,相干声纳多波束测深系统在探头正下方的数据比较稀疏,探头两侧的数据较密集;相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus的采集和处理软件实现了一体化,具有较直观的数据质量监控功能,传统型多波束测深系统Seabeam 1180可应用的后处理软件较多,功能更丰富;通过实测数据验证,两套多波束测深系统在数据测量精度上具有较好的一致性,不符值数列的标准偏差为3%—4%。对比为多波束测深系统的引进和选型提供了参考依据。     

基于多波束数据的声速误差自动改正方法

讨论了声速误差对多波束测深值的影响,在此基础上,建立了自动搜索等效声速剖面的改正方法。该方法利用多波束实测数据搜索等效声速剖面,取代实测声速剖面,可削弱声速误差的影响。实例计算表明,利用多波束实测数据建立的声速剖面自动改正方法,能够有效地消除声速误差的影响,并且在处理过程中不需要人工干预,较大地提高了改正效率。     

多波束测深误差源对测点位置归算影响研究

针对Rob Hare提出的多波束测点位置归算精度估计模型的不足,建立了顾及各项改正数之间相关性的改进模型.在多波束测点位置归算模型的基础上,分析了影响测点位置归算的各项误差来源,推导了各误差源对测点位置归算精度估计的影响量,结合算例,分别利用两种模型计算了各误差源对测点位置归算精度的影响量级,绘制了各误差源的误差曲线图与总位置误差曲线图,通过对计算结果的分析比较,得出了两种模型在评估多波束测点位置归算精度时存在的差异,由于顾及到改正数间的相关性,认为改进模型更加科学合理.     

多波束系统的参数误差判断及校正

多波束回声测深系统具有高精度、高效率测量的特点。系统参数的可靠性直接影响着测量结果的精度，本文试图对主要的系统参数误差进行分析，判断误差的种类和来源，并提出测定的方法及校正措施。     

高分辨率波束形成器在多波束测深系统中的应用

对于海底地形测量,基于FT波束形成的幅度检测法空间分辨率较低,只能较准确给出有限测点的水深信息;平坦海底前提下,分裂子阵检测法或多子阵检测法可以得到连续测点的水深信息,复杂海底地形条件下,这两种方法均难以应用。能否利用高分辨率波束形成器来提高测深系统的空间分辨率是一个值得研究的问题。使用ESPRIT波束形成器处理了多波束测深系统的试验数据,并就其性能与FT波束形成器进行了比较与分析。     

多波束测深系统的安装校准

以多波束测深系统应用中所涉及的不同坐标系统为基础，将安装校准和数据校准分离，主要介绍安装偏差的来源、误差性质、校准目的和校准方法；同时，对多波束的主要部分——换能器的安装校准进行了详细的论述。     

SeaBeam全海深多波束测深系统及应用

为更好地发挥SeaBeam深水多波束系统在深远海海洋调查中获取高精度地形地貌数据的作用、方便广大调查和研究人员使用,本文以SeaBeam3012多波束为例,较系统地分析介绍了其测量技术原理.开展了该系统的硬件组成、设备功能和技术特点等方面的介绍,从声学和信号处理等角度对其Swept Beam技术进行分析,并以"向阳红0...     

多波束测深系统的现状和发展趋势

介绍并分析了多波束系统的现状，阐述了系统的发展趋势。认为系统的研制基本成熟，未来的研究重点将倾向于数据处理和应用研究，最后也探讨了具体的研究方向。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性。声速校正为多波束测深系统提供了正确的声速剖面,根据声速剖面垂向上的变化规律,对原始声速数据进行科学采点,运用软件方法或实验方法对声速剖面进行编辑获得声速数据,最终取得合理可靠的水深值。这里对南海SA12试验区采集的声速资料进行了分析,以SeaBeam2100多波速测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

多波束安装校准中各参数关联性分析

多波束测深系统安装校准是多波束测量的关键环节,其安装和校准的好坏直接影响测量精度。在校准和测量过程中,各种误差参数是同时存在且相互影响的。正确分析其相互关联性,采取合适的校准方法,可以削弱其误差的影响,提高校准精度。论述了多波束安装参数校准的作业方法和误差分析,并对各校准参数的关联性进行了详细的论证和量化分析,提出了削弱各参数关联性的方法。     

多波束与单波束测深数据融合处理方法

受声线弯曲的影响,多波束测深的边缘波束的数据质量较低,而单波束测深受声线弯曲的影响比较小。结合多波束覆盖面大和声速剖面误差对单波束影响相对较小的特点,研究了多波束和单波束的测深数据融合方法,利用同一位置单波束和多波束测深数据的差值,拟合一个与坐标位置相关的误差模型,并利用该误差曲面对多波束测深数据进行综合改正,从而提高多波束测深的数据质量。     

多源多波束数据格式解码及统一管理软件设计

多波束数据的广泛利用目前存在两个问题：一是多波束数据多以二进制等形式存储,难以直接进行读取使用;二是由于不同厂商的数据格式不同,批量处理多个来源数据的难度较大。为此,研究了S7K、ALL、HSX、XTF、XSE、GSF共6种主流多波束数据格式及数据结构,并比较分析了不同数据格式之间的差异性。在此基础上,设计开发了一款能够自动解译并快速显示和存储所需数据的软件系统。该软件通过数据库技术管理海量数据,可以按照自定义格式存储关键数据并以文本格式输出,数据可视化图形实时检索定位,有助于提高多波束数据解译和分析的效率。     

多波束测深声纳系统引进的选型

作为国内首家引进浅水多波束系统的技术人员,就多波束系统的选型问题,从系统的应用目的、设计原理、精度要求、稳定性、可靠性、抗干扰能力、工作效率、整体配置的合理性和配套性、软硬件的支持强度和功能、售后服务和性能价格比等方面进行探讨,以供国内有关单位参考。