单波束多波束测深基础知识

两种深水多波束测深技术的对比

刘方兰余平肖波罗伟东（广州海洋地质调查局广州 510760） E-mail：lflhome@https://www.360docs.net/doc/ed15792961.html, 摘要：近年来，在深水进行多波束水深测量使用最多的是SeaBeam2112系统和EM120系统。本文作者根据这两套系统在相同海域的实测资料，进行了数据密度、地形剖面以及不同比例尺成果图的对比，两套不同系统在深水测量具有较好的一致性，但EM120系统测量数据相对密度较大，分布均匀，可以绘制更大比例尺地形图。关键词：EM120 SeaBeam 多波束测深比较中图分类号： P24 至2006年底，我国海域200m以深海域已经完成了大约80％面积的多波束全覆盖水深测量，主要使用的测深系统有SeaBeam2112、SeaBat 8150以及EM120系统。随着国土资源大调查项目的开展，深水海域多波束水深测量仍将继续进行。目前，多波束测深技术的已经普及，专业海洋调查船一般都会固定安装的多波束测深系统，而且多波束测深技术还在不断发展与更新，这样，用于水深测量的多波束系统的种类还会越来越多。不同种类的多波束系统的实际测量效果如何？它们的测量精度如何？它们的测量结果有何区别？这些都是我们关心的问题。本文利用2004年6月SeaBeam2112和Em120两套多波束系统在南海北部相同海域测量资料，对两系统测量数据密度、测量精度以及成果图等进行了比较。 1.深水多波束系统简介测深范围在5000m以上的深水多波束测深系统主要有SeaBeam系列、EM系列、SeaBat 系列和DS系列四种，我国目前拥有其中前三个系列的深水系统：SeaBeam 2112系统、EM120多波束系统和SeaBat8150系统。SeaBeam2112多波束系统是美国SeaBeam公司声纳技术军转民的第二代产品，工作频率12kHz，测量水深10～11000m，波束大小为2.0°×2.0°，最大波束数151个。80年代以来，SeaBeam2112系列多波束系统大量应用于海洋地形地貌测量。EM120多波束系统是Kingsberg Simrad公司90年代中后期产品，工作频率与测深范围与SeaBeam2112系统一样，波束大小有1°×1°～2.0°×2.0°，最大条幅开角140°，最多可以接收191个波束。由于该系统良好的的技术性能，很快成为全球海洋测量使用较多的深水多波束系统，目前在世界上拥有最多的用户。新的SeaBat8150系统技术指标相对其他系统，其深水测量的分辨率具有明显的优势，但因国内用户少，没有实际应用的资料。广州海洋地质调查局于1994年在国内率先引进SeaBeam2112多波束系统，安装于“海洋四号”船上。多年来，“海洋四号”船多波束测深的范围遍及南海、东海、太平洋，覆盖的面积超过了40万平方公里，取得了大量的实际资料，特别是在南海，由于使用了差分GPS 定位，多波束测量资料精度高，质量可靠。中国大洋协会属下“大洋一号”科学考察船早期于1995安装了同样的SeaBeam系统，但2003年把SeaBeam2112系统更新为现在的EM120系统，2004年已经正式投入使用。国内还有一些海洋调查和研究机构也装备有不同型号的深水或中深水多波束系统，但公开的资料少，特别是很少有可进行对比的测量资料。2004年6月，拥有EM120系统的德国太阳号来到南海进行调查，为SeaBeam2112、EM120这两套深水多波束系统的实测对比提供了条件。

多波束勘测系统工作基础学习知识原理及其结构

第二章多波束勘测系统工作原理及结构多波束系统是70年代兴起、80年代中、末期又得到飞速发展的一项全新的海底地形精密勘测技术。它是当前兴趣的焦点，因为它既有条带测深数据，又同时可获取反映底质属性的回波强度数据(Laurent Hellequin et al.,2003)。该技术采取广角度定向发射和多通道信息接收，获得水下高密度具有上百个波束的条幅式海底地形数据，彻底改变了传统测深技术概念，使测深原理、勘测方法、外围设备和数据处理技术诸方面都发生了巨大变化，大大提高了海底地形勘测的精度、分辨率和工作效率，实现了测深技术史上的一次革命性突破（李家彪等，2000）。多波束系统的工作原理与传统的单波束回声测深仪工作原理类似，都是根据声波在水下往返传播的时间与声速的乘积得到距离，从而得到水深。不同的是单波束测深仪一般采用较宽的发射波束（8°左右）向船底垂直发射，声传播路径不会发生弯曲，来回的路径最短，能量衰减很小，通过对回声信号的幅度检测确定信号往返传播的时间，再根据声波在水介质中的平均传播速度计算测量水深。在多波束系统中，换能器配置有一个或者多个换能器单元的阵列，通过控制不同单元的相位，形成多个具有不同指向角的波束，通常只发射一个波束而在接收时形成多个波束。除换能器天底波束外，外缘波束随着入射角的增加，波束在倾斜穿过水层时会发生折射，同时由于多波束沿航迹方向采用较窄的波束角而在垂直航迹方向采用较宽的覆盖角，要获得整个测幅上精确的水深和位置，必须要精确地知道测量区域水柱的声速剖面和波束在发射和接收时船的姿态和船艏向。因此，多波束测深在系统组成和测量时比单波束测深仪要复杂得多（周兴华等，1999）。 §2.1 多波束勘测系统的工作原理 2.1.1 单波束的形成 2.1.1.1 发射阵和波束的形成一个单波束在水中发射后，是球形等幅度传播，所以方向上的声能相等。这种均匀传播称为各向同性传播（isotropic expansion），发射阵也叫各向同性源（isotropic source）。例如，一个小石头扔进池塘时就是这种情况，如图2.7所示。

ES1200单波束数字测深仪使用说明书

单波束数字测深仪 ES1200产品使用说明书

目录 1 概述 (1) 2 技术指标 (1) 3 硬件说明 (1) 3.1产品组成部分 (1) 3.1.1 主机部分 (1) 3.1.2 换能器部分 (2) 3.1.3 GPS天线部分 (2) 3.1.4 数据、电源线缆 (3) 3.2电源需求及接线说明 (3) 4 显控软件使用说明 (4) 4.1安装说明 (4) 4.1.1 Windows7系统平台安装方法 (4) 4.1.2 Windows XP系统平台安装方法 (5) 4.2启动软件 (5) 4.3参数配置 (6) 4.3.1 配置通信参数 (6) 4.2.2 配置运行参数 (9) 4.2.3 主界面功能 (11) 4.4软件使用 (16) 4.4.1 通信配置 (16) 4.4.2 运行配置 (16) 4.4.3 测深工作 (17) 4.4.4 数据输出 (17) 5 数据协议 (18) 5.1深度结果输出协议格式： (18) 5.1.1 XWWT格式 (18) 5.1.2 DESO 25格式 (18) 5.1.3 NMEA dbs标准格式 (19)

5.1.4 Odom格式 (19) 5.2时间输出格式 (19) 5.3控制命令协议 (20) 5.4GPS数据格式 (20) 5.4.1 GPGGA格式 (20) 5.4.2 GPZDA格式 (22) 5.4.3 GPVTG格式 (22) 6 设备安装、使用和维修 (23) 6.1设备安装 (23) 6.2设备使用和维修 (24) 6.3设备保养 (24) 7 故障分析 (24) 8 注意事项 (24)

多波束测深系统声速校正

多波束测深系统声速校正 3 何高文 (广州海洋地质调查局二海,510760) 摘要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。本文阐述了声速对多波束水深测量的影响机理,并通过对南海SA 12试验区采集的声速资料的分析,以SeaBeam 2100多波束测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。关键词　海洋　声速校正　多波束测深　SeaBeam 2100测深系统中图分类号:P 73312 文献标识码:B 前言自1994年原地矿部引进第一套多波束测深仪(SeaB eam 2100系统,安装于“海洋四号”船)以来,我国先后引进了多套深、浅水多波束测深系统,在大洋矿产资源调查和目前正在开展的近海大陆架及专属经济区的地形勘测中,发挥了巨大作用,引发了一场海底地形测量的革命,为有效地维护国家权益和即将开展的海域划界作出了很大贡献。如何保证测量数据的精度及其可靠性,是任何测量仪器必须关注的问题,多波束测深仪也不例外。作为一种有别于传统单波束测深仪的水深测量仪器,影响多波束测深数据的因素有很多,其中海水声速(简称“声速” )是重要的因素之一。下面以SeaB eam 2100系统为例,探讨声速对多波束测量数据的影响以及声速校正的技术方法。由于SeaB eam 多波束测深系统的水深测量值是根据发射声波的往返时间与声波在海水中的传播速度来确定的,因此,及时为系统提供当时当地准确的声速值是获取可靠水深测量数据的基本保证之一;此外,多波束测深系统对所输入的声速数据量有一定的限制,不同的数据取点,也将对测量结果产生影响。与传统的单波束测深仪相比,多波束测深仪对声速的要求更为严格(见后述)。所以,为了获得准确可靠的多波束测深数据,必须进行声速校正。通过对南海SA 12试验区海水声速系统测量结果的研究,获得了声速变化规律的认识,从而为SeaB eam 系统的声速校正提供科学依据。 1　声速影响因素海洋中的声速是一个比较活跃的海洋学变量,它取决于介质中的许多声传播特性,随季收稿日期:2000204220第19卷　第4期2000年12月海　洋　技　术O CEAN T ECHNOLO GY V o l 119,N o 14 D ec,2000

(完整版)多波束测深与测扫声呐的比较

多波束测深与测扫声呐的比较：（1）侧扫声纳是目前常用的海底目标(如沉船、水雷、管线等)探测工具,在测深领域,多波束以全覆盖和高效率证明了它的优越性。由于多波束具有很高的分辨率,目前在工程上已经开始应用多波束进行海底目标物的探测。（2）多波束的最大优点在于定位精度高,但其适用范围不如侧扫声纳广泛,尤其受到水深和波束角的限制,多波束和侧扫声纳在探测海底目标时具有很好的互补性,同时应用可以提高目标解译的准确性。（3）侧扫声纳能直观地提供海底形态的声成像,但这种声像只能由目标影子长度等参数估计目标的高度,所以对数据解译人员的要求很高。多波束测深系统主要用于进行水下地形测量。（4）探测目标机制的差异：多波束是一种测深工具而并非成像系统,无法直接在记录纸上进行打印,必须先构建数字地形模型(digital terrainmode,l DTM)，再根据DTM构建地貌影像图，从而能够反映细微的地形起伏所导致的坡度和坡向变化;此外,多波束的中央波束探测效好，边缘波束效果差;多波束采用三维可视化的方法进行目标判断,在3D GIS系统中可以直接提取目标物的平面位置和高度,还能够从不同的角度进行观察,便于掌握目标物的形状特征。但是,除非我们在进行测深的同时采集反向散射强度信息,否则我们无法得到与目标物的底质类型相关的信息,因此,多波束比较适合于沉船或者管线等容易根据形状进行判断的目标。现在的侧扫声纳技术有两个缺点,首先它的横向分辨率取决于声纳阵的水平角宽,分辨率随距离的增加而线性增大,其次它给不出海底的准确深度。当前只有两种声纳可做海底三维成像,即等深线成像和反向散射声成像,前一种是多波束测深声纳(如Multi -beamSonarSystem) ,后一种是测深侧扫声纳。总体说来,前者适宜于安装在船上做大面积测量,后者适宜于安装在各类水下载体上,包括拖体、水下机器人(AUV) 、遥控潜水器( ROV ) 和载人潜水器(HUV) ,进行细致的测量。侧扫声纳通常安装在拖体上,其到海底面的距离是可以调节的,而多波束换能器大多数固定安装在船体上,随着水深的增大,换能器至海底的距离增加,导致波束与海底面的接触面即脚印变大,所以多波束垂直于航行方向的分辨率降低。此外,水深增大也导致换能器单位时间内能够接收到的有效声信号数目(即采样更新率)减少,因此沿着航行方向的分辨率同样降低。侧扫声纳不存在波束角的问题,而Seabat8101的波束角为115b,每个声波波束与海底面的接触面被视为一个水深点,因此波束角的影响与水深是正相关的。在同样的海况条件下,多波束数据的信噪比常常比侧扫声纳图像要高,这是因为多波束的旁瓣波束被有效压制,因而没有假回波。多波束的定位精度比侧扫声纳要高2~5m。这是因为,一方面多波束的平面位置误差传递方程比侧扫声纳系统要简单;另一方面多波束系统中的电罗经和船资测量传感器具有很高的精度,可以精确地测定船体的姿态和船首向;此外,多波束系统的校正比超短基线要容易,各种系统误差的消除也更为彻底。因此,对于多波束靠近中央波束所探测到的海底目标,可以认为其定位精度近似地等于GPS本身所能提供的精度。

浅谈影响多波束测深系统数据质量的几个问题

浅谈影响多波束测深系统数据质量的几个问题为了为海图的数字化管理及更新提供高精度的数据,在多波束测深系统的应用过程中,正确设置并校正其各个设备之间的安装误差显得尤为重要。通过不断的实践,本文总结了影响多波束测深精度的几个问题,并采用正确的校正方法得以解决,确保数据质量。标签：GPS延时纵摇偏差横摇偏差艏摇偏差 0 引言目前多波束系统正逐渐普及,并在海上油田井场调查、航道疏浚、港口测量、大陆架经济区勘测等领域得到广泛应用,可以进行高精度、全覆盖水深测量,实现了由线到面的飞跃。多波束测深系统连接设备比单波束测深要多并复杂,一套多波束系统由多种设备或传感器组成,为了得到真实世界中精确的三维水深坐标必须考虑各设备间的安装误差,并通过不同校正方法改正其姿态。本文以多波束SeaBat 8125和软件PDS2000为例,总结了影响其测深精度的几个问题。 1 多波束系统主要组成 ①RESON SeaBat 8125:频率:455kHz;测深分辨率:6mm;覆盖角度:120°;最大测深范围:120m;波束数:240;沿航线波束角:1°;垂直航线波束角:0.5°;最大船速:12节;最大发射速率:40次/秒。②OCTANS光电罗经、运动传感器:真北方位精度:0.1 °;稳定时间:5分钟;纵横摇分辨率:0.01°;升沉精度:5%。③GPS信标机④PDS2000数据采集软件⑤HY1200声速剖面仪。 2 影响系统精度的几个问题及采用措施和校正方法水中的声速:海洋中各处的声速都可能不一样,它取决于以下三个参数:盐度变1ppt=声速约变1.3m/s;温度变1°C=声速约变3 m/s。压力:165米深度变化的影响相当于温度变1°C。针对参数,使用hy1200声速剖面仪测前和测后两次测量水中声速,并将声速曲线应用到数据后处理中。背景噪声:在测量过程中,由于声纳、船体电子、气泡断裂、螺旋桨和发动机引起的自身噪声一般可以控制,而其他声源如波浪、潮汐、流速、地震、海洋生物和其它船只引起的环境噪声,一般不可控制。在自身噪声控制中,可以采取以下措施:①在换能器上安装导流罩,设计流体型船体形状,改变声纳头到船壳的高度等,可使水流气泡的影响最小化。②仔细选择声纳头安装位置,远离船主机、副机、泵和螺旋桨,并保证声纳杆舷侧安装稳定牢固,超出船底。③增益的选择:当水深小于等于5米时,可以使用固定增益;当水深大于5米时,采用TVG自动增益。TVG的确定主要取决于Absorption和Spreading Loss两个主要参数,在干净的淡水中,或者在海底具有很好的反射体的水中时,两个参数设置通常较低,反之,较高。校正:在进行多波束校正之前,首先选择良好的海况和特定的海底地形(有明显水深变化如航道和港池的边坡)上采集数据,安装一次就要校正一次,当更换设备或改变传感器位置时都需要重新校正。多波束校正

测深仪说明书

华测测深仪产品系列 D330测深仪操作手册第一版上海华测导航技术有限公司二○一○年九月

目录第一章测深仪的工作原理 (1) §1.1测深仪简介 (1) §1.2测深仪的技术原理 (1) §1.2.1回声测深的原理 (2) §1.2.2测深仪相关参数 (2) §1.3测深仪的相关名词 (4) §1.3.1水深数据分类 (4) §1.3.2数据格式 (4) §1.3.3测量周期设置 (5) §1.3.4声速设置 (6) §1.3.5吃水深度设置 (7) 第二章D330测深仪 (8) §2.1性能指标及特点 (8) §2.2标准配置单 (10) §2.3安装连接图 (11) §2.4测深软件主界面 (12) § 2.4.1主菜单 (12) § 2.4.2快捷工具栏 (13) § 2.4.3状态栏 (14) § 2.4.4测量参数设置 (14) § 2.4.5调用屏幕键盘 (15) §2.5操作步骤 (16) § 2.5.1水深数据采集 (16)

§ 2.5.2水深数据回放 (16) § 2.5.3水深数据复制和备份 (17) 第三章与GPS联机测量 (18) §3.1连接GPS (18) § 3.1.1与GPS设备的连接安装 (18) § 3.1.2连接安装的注意事项 (18) §3.2水上测量软件的设置 (19) §3.3升级和注册 (22) § 3.3.1固件升级 (22) § 3.3.2注册测深仪 (22) 第四章其他相关操作 (28) §4.1触摸屏的校准 (28) §4.2整机的维护注意事项 (30) § 4.2.1主机的维护 (30) § 4.2.2换能器的维护 (30) § 4.2.3换能器连接杆的维护 (31) § 4.2.4安全注意事项 (33) 附录联系方式 (34)

南方测绘测深仪操作手册

南方测深仪产品系列 SDE-18型工程测深仪操作手册南方测绘仪器有限公司二○○四年十一月

目录目录第一章测深仪的工作原理..................................................................1-1 §1.1测深仪简介...........................................................................1-1§1.2测深仪的工作原理...............................................................1-1§1.3南方测深仪的特点...............................................................1-3§1.3.1 数据格式可调..............................................................1-3§1.3.2 设置脉冲宽度..............................................................1-5§1.3.3 深水报警与浅水报警..................................................1-5§1.3.4 测量周期设置..............................................................1-5§1.3.5 声速设置......................................................................1-6§1.3.6 吃水深度设置..............................................................1-6 第二章 SDE-18型工程测深仪...........................................................2-1 §2.1主机外形...............................................................................2-1§2.2配置单..................................................................................2-2§2.3安装图..................................................................................2-3§2.4面板按键操作.......................................................................2-4§2.5与电脑的连接.......................................................................2-7§2.6出厂设置...............................................................................2-7 第三章技术参数和声速表................................................................3-1 §3.1SDE-18技术参数..................................................................3-1§3.2超声波测声仪淡水声速表...................................................3-2

多波束测深系统在水深测量中的应用

多波束测深系统在水深测量中的应用多波束测深系统在水深测量中的广泛应用，实现了水深测量由点到面，由单一的水深测量值到水下地形的跨越。本文结合在港区航道水上测量中对多波束测深系统的应用实践，简单的阐述对多波束测深系统在航道水深测量中应用的一些经验和建议，使测量工作能够快速、准确和高效地完成，取得良好的经济效益和社会效益。标签：多波束测深系统；水深测量随着多波束测深技术的日渐成熟，在海洋测绘等方面的应用中形成了很大优势，多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统，是现代信号处理技术、高精度导航定位技术，高分辨显示技术、高性能计算机技术、数字化传感器技术及其他相关技术等多种高新技术的集成。多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值，实现了从”点- -面”测量的跨越，使外业测量更加方便、准确，大大提高了海洋测绘的效率。与传统的单波束测深仪相比，多波束测深系统具有测量速度快、测量精度高、测量范围大、测量效率高的优点，并且实现了把测深技术从点扩展到面，甚至发展到立体测深和自动成图，特别适用于进行大面积海洋领域的测绘。此次本单位对港区进行航道水下地形测量，就使用的是多波束测深系统，该系统主要由声波发射系统、GPS接收系统、信号处理单元、信号控制及时间门电路、换能器基阵水平稳定系统、便携式计算机、斜距记录单元、水深信号图示单元等主要部分组成。该系统的主要特点是能够实现对水下地形的动态实时定位，真正实现立体测深和水深数据采集的自动化。基本工作原理：多波束测深系统是在测量船底部安装带有水平稳定系统的发射换能器基阵与接收换能器基阵，使基阵的工作面始终保持水平。并由双圆弧组合而成的发射换能器基阵，发射出心形状的单波束，在与航向垂直的平面内的开A角内，使用波束形成器组成M个波束接收水底回波，水底回波被多波束接收系统接收，获得M个水深信息。由于接收换能器和发射换能器通常布设于船底平面的相互正交的线列阵，发射线列阵沿船龙骨方向。接收线列阵和发射线列阵形成相互正交的扇状指向性波束。测深系统的合成方向性是接收和发射方向性的乘积。合成波束照射的水底区域极窄，能高分辨率测定多个位置的水深。随船的航行，就能精密测定水底一定条带范围内的水下地形。多波束水深地形测量分二个步骤，即外业测量的数据采集工作和内业的数据后处理成图工作。作业采用的仪器设备软件有：RESON SeaBat 7125多波束测深系统、QINSY外业测量软件、QLOUD内业成图软件。

使用FANSWEEP20型多波束测深仪最佳数据质量的获取方法

FANSWEEP 20 型多波束测深仪获取最佳质量数据方法上海达华测绘公司高炎 [摘要] 目前国内外对多波束的应用、开发技术层出不穷。多波束的种类和各个品牌的技术特点也各有不同。相关的技术人员对其技术通性应有一定的了解。对于FS-20型多波束介绍的相关信息比较少。本文以一种应用的角度介绍了FS-20型多波束。从原理引申开来，结合笔者的实践，详细介绍了FS-20的各个参数的性质和设置方法，以及对测量结果的影响程度。以实际工程例子做出具体的说明 [关键字]FANSWEEP-20、多波束、数据质量一、引言伴随现代科技的发展，如今的水运工程技术有了长足的进步，出现了许多前所未有的高新技术测量手段。由于在疏浚工程中，人们对海底地形地貌测量的要求日益提高，传统的单波束测量技术由于其测量效率，可靠性上的局限，已无法完全满足当代疏浚工程中的各种新需求。正是在这种背景下，我公司与2000年6月引进了德国FAN SWEEP 20型多波束测深系统，使我公司测量技术发生巨大的变革，即将测深技术从原先的从点到线扩展到由线到面，并进一步发展到立体测深和自动成图。由于多波束技术采用了广角度和多信道定向接收技术，获得水下高密度条幅式海底地形数据，从而彻底刷新传统测深技术的基本概念。经过近一年多来的工作，我们从测深原理系统构成、射线几何学、误差来源与分析、校正技术等方面进行不断的消化，吸收和实践。从而掌握和形成适用水运工程测量特点的新的水下地形测量技术框架。下面将获取FS 20型多波束系统最佳质量数据的操作和测量方法介绍一下。图一

二、系统构成和工作原理概述完整的多波束系统由多波束的多阵列发射/接受换能器，用于信号控制处理的电子柜，运动传感器，定位系统（如DGPS、或RTK DGPS）；声速剖面仪和其它必要的外围设备组成。如图一所示。所以换能器的工作过程可以简单的分为：信号发射和信号接收如图二所示图二多波束系统在工作过程中，同时发射的波束对海底形成一个覆盖式条带，此条带宽度由波束的发射开角决定，而波束发射角由发射模式控制参数决定。船姿传感器的船姿信号和波束数据被一起传送给信号处理器，信号处理器根据这些信息计算出脉冲发射信号和波束数据，然后这些数据被送到多通道变换器，形成多个波束发射信号，这些信号在经多通道前置放大器进行功率放大，分别形成多个声波发射脉冲信号，同时多通道前置放大器控制着收、发转换开关电路，这些声波发射信号分别被送到换能器阵列中相应的换能器单元，并发射出去。接收信号的电子过程与发射信号的电子过程是相反的，就是利用压电陶瓷的压电效应把声能转换为电能。只是这个信号还要经过复杂的信号处理才能生成反映海底地形、地貌的数据。多通道的前置放大器将从换能器接收来得多路回波信号进行放大，此放大过程受时间增益（TVG）信号的控制。放大后的模拟信号输送给数据采集电路，在这里，模拟信号被转变为数字信号。信号经多通道信号处理器处理后形成地形、地貌数据，输出到外部设备。信号接受过程中，与单波束测深仪显著不同的是信号处理电路中的波束形成、控制电路。声波在传播过程中若不是垂直射入，受声速影响，传播路径会发生变化，即声波的折射现象，若不改正，由此计算出来的水深是不正确的。波束形成、控制电路作用就在于对波束的传播路径进行改正。此电路可以从存储电路读取存在其中的一些参数（如各海水层声速数据），利用此数据将未经改正的数据进行改正。通过信号流程的分析，为寻找误差源，分析误差以及进一步消化吸收新的

EM950多波束系统简介

Simrad EM950多波束测深系统及其相关设备的简介刘胜旋（广州海洋地质调查局第二海洋地质调查大队510760）摘要本文主要介绍挪威Simrad公司的EM950型多波束测深系统，对系统的各个关键部件如换能器、底部检测单元、操作单元等进行了较为详细地介绍，同时还对系统参数测试的步骤进行了详细的描述，最后是与系统相配套使用的其它相关设备。关键词Ping(声脉冲)，陶瓷感应棒（ceramic stave）,Pitch，Roll，Swath(条幅)，OPU，DPU 一引言多波束测深(Multibeam Echo Sounding)系统的出现，为研究海底地形地貌、寻找沉没于水中的飞机船舰、进行水下考古、铺设海底管线、航道岸提测量、工程疏浚的土方计算等一系列工作提供了可靠的手段。为了顺利完成“我国专属经济区和大陆架勘测”专项（简称“126”专项），我国多家从事海洋地质研究的单位于1998年从挪威Simrad 公司分别引进了多套EM系列多波束测深系统。其中国土资源部（原地矿部）广州海洋地质调查局引进了一套EM950型及一套EM3000型的多波束测深系统。现结合一年来的使用经验系统地介绍一下EM950型多波束测深系统的技术指标、工作性能、各种参数的校正及相关设备等内容。二Simrad EM950多波束测深系统 (一)基本技术指标 Simrad EM950 是一种高分辨率海底地形测深系统。它的主要技术指标为：发射频率：95kHz 脉冲宽度：0.2ms 测深范围：探头以下3－400米波束宽度： 2.3°×3.3° 覆盖宽度：最高可达7.4倍水深波束数：120个（每个脉冲60个）测深精度：15cm或0.25%水深 EM950采用95 kHz的发射频率，这个频率兼顾了在海水和淡水中的工作能力。其在海水中的吸收系数大约为30dB/km，当所测水深大于140m时，可以得到1000m的水平覆盖宽度。在淡水的吸收系数大约为2—3dB/km。当在河口或河口附近等含有大量泥沙的水域中工作时，因其发射频率的特殊性，它的测程并不会因吸收衰减而受到太大的影响，但会因

海鹰测深仪与中海达导航软件常见问题集锦

海鹰测深仪与中海达导航软件常见问题集锦 ★问题1 :计划线和等深线的关系是什么答:一般来说单波束测深时的计划线要垂直于等深线，多波束测深时计划线平行于等深线。 ★问题2:换能器固定杆固定在船的哪里比较合适答:一般固定在船舷离船头1/3--1/2处即船行进时起伏较小的位置，测杆必须垂直水面固定。 ★问题3: 换能器吃水应该放到多少效果更好答:浅水5米左右速度慢吃水下放到30-50cm左右，深水10米以上没有渔网等限制的话，速度可以适当快，但要控制在5-6节，这样就可以下放到50-100cm左右。 ★问题4: 测量过程中船速应该怎么控制答:要做到提前上线延后下线，测线上尽量匀速，控制在6节以下，地势起伏较大区域要减速测量。

★问题5: 海鹰测深仪右下角的指示灯变红了是什么意思，需要怎么办。答:指示灯绿色表示满电，红色表示还有20%以上，红色闪烁表示快没电了，要尽快换电池。换电池，需要先停船，停止记录，保存数据，将测深仪关机换电池（突然断电没保存的话会造成数据丢失），建议使用容量大于60AH的电瓶或者锂电池。 ★问题6: 中海达海洋测量软件端口能收到gngga数据却没有船的定位要怎么处理答:有些中海达导航软件版本只认gpgga数据，如果是gngga则需要更换换导航软件版本， 6.3.1可以识别★问题7: 对于海鹰测深仪，为什么打开测深软件有数据，导航软件却没有收到测深数据。答:海鹰测深软件可通过虚拟串口com3，将水深数据通过com4导入导航软件 ★问题8:测深时网络RTK无验潮方式进行水深测量，RTK 信号不好怎么办。答:RTK信号不好，需要选择外挂电台模式进行RTK测量。在进行水深测量区域如果参数不能控制测区，必须用验潮测量方式进行水深测量。 ★问题9: 潮位仪抛入水中如何测其高程答:可以有两种方法

多波束安装步骤

一、系统配置 1、多波束声纳传感器 2、电源线、网线（用于多波束与电脑之间数据传输）、电缆线（连接GPS与RPH至电脑）、USB转串口线2根 3、RPH传感器 4、GPS及天线 5、高配置电脑（100M以上网卡、双核或四核以上、WinXP系统、处理器2.8GHz以上） 6、导航船与安装支架 7、直流电源24V (I max=2A) 二、具体要求 1、连接电源线与网线到多波束装置，用24V直流电源，将网线插到多波束网口里，另一端连至笔记本； 2、将USB转换器插到电脑上获取串口号； 3、将USB转换器与RPH传感器和GPS连在一起； 4、连接RPH电源与GPS电源； 5、第一次运行软件时需配置笔记本的系统配置； 5.1、安装USB转串口驱动 5.2、禁用杀毒软件及无线网络 5.3、禁用省电模式 5.4、配置本地IP：192.168.1.188，子网掩码：255.255.255.0 5.5、配置网络适配器速度为“自动侦测” （设备管理器--网络适配器--属性--高级--连接速度和双工模式--自动侦测） 5.6、使用“msconfig”程序时禁启后台所有任务（Microsoft System Configuration，系统配置实用程序，“开始”--“运行”--键入“msconfig”--选择要禁用的程序） 5.7、安装好多波束测量软件 6、安装要求 6.1、GPS、RPH、多波束装置竖直方向在一条杆上，三者的三维坐标方向一致，GPS 坐标（Xg，Yg，Zg），换能器坐标（Xt，Yt，Zt），船坐标（X,Y,Z），O为船重心坐标原点； 6.2、Xt=Xg为GPS所在杆与船重心的X向垂直距离；Yt=Yg=0为GPS所在杆与船重心的Y向垂直距离；Zt>0为换能器入水深；Zg<0为GPS到换能器Z向垂直距离；Zc<0表示船重心在水面以上； 7、校准 7.1、对RPH的角误差进行校准用Patch Test获取或预设一估值； 7.2、对GPS位置进行校准 GPS天线位置相对于换能器位置的偏离值；GPS延时是GPS记录的延时；

多波束测深系统在水利工程中的应用

多波束测深系统在水利工程中的应用介绍多波束测深系统工作原理，其在水利工程建设及后期运行中的应用，探讨影响其测量精度的主要因素及改善措施，展望其未来发展。标签：多波束测深；水利工程；水下地形测量水力发电作为一种可再生、无污染的清洁能源被广泛开发利用，人们兴建水利工程可满足防洪、排涝、供水、发电、航运、旅游等多方面的需求，从而有效抵御洪涝旱灾、促进当地社会、经济、工农业生产全面发展、保护水土资源和改善生態环境。但是，水利工程的兴建，人为改变了河流原来的发展演变规律，从而对河流的水文形势，河流生态等产生各种持续而深远的影响。[1，2] 1 多波束测深系统组成及工作原理多波束测深系统是一个比较复杂的组合设备，系统本身由发射接收换能器、信号控制处理器、运动传感器等组成，还需配备罗盘，姿态仪，定位GPS，数据采集和存储计算机，并且一般需要安装在导航船上工作。多波束测深系统的工作原理和单波束回声测深仪基本相同，即测量每个波束声波信号的旅行时间和反射角度，结合定位数据、测量船的姿态数据、声速数据来计算每个波束测得的水深。 [3] 2 多波束测深系统在水利建设中的应用分析、了解、评价和解决水利工程建设对河流的影响，从而实现水利工程与河流流域的协调发展，促进社会可持续发展。水下地形测深系统是了解、掌握河流水下地形变化，解决水利工程修建带来的不利影响的有效工具之一。目前，利用多波束测深系统测量水下地形已成为普遍采用的重要手段，国内外运用多波束测深系统进行水下地形的测量的原理和方法均已成熟。 2.1 水库淤积及冲刷测量我国的大江大河大多泥沙含量较大，在河流上修建水库，导致河流水位提升，流速降低，必然造成泥沙淤积[4]，而在水库下游，由于发电尾水及汛期泄洪的冲刷，对河床及河底都会造成一定程度的改变，威胁着水库的运行安全和效率。利用多波束测深系统，监测水下地形的变化，可为水库上游的清淤工程及水库下游的河床保护提供更为准确的数据信息，节省成本，提高工作效率。张壮志[5]利用多波束测深系统完成葛洲坝水电站上游导沙坎前区域清淤前后的水下地形测量，从而全面反映清淤前后水下地形的变化情况及对清淤工作量进行精确计算和统计。 2.2 航道水下地形测量

深水多波束测深系统现状及展望

深水多波束测深系统现状及展望发表时间：2018-12-24T17:24:49.597Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：熊俊董帅帅[导读] 摘要：本文针对多波束测深系统的发展现状及其未来的方向进行分析，为了能够顺应科技技术的进步，和当前国家的局势，明确深水多波束测深系统对我国资源问题的重要性。中交广州航道局有限公司广东广州 510221 摘要：本文针对多波束测深系统的发展现状及其未来的方向进行分析，为了能够顺应科技技术的进步，和当前国家的局势，明确深水多波束测深系统对我国资源问题的重要性。同时还要理解多波束测深的基本原理和组成成分，有效的在平面垂直状态下，给予一个深度和足够宽度的深水带，很大程度的为海底的地形和有效探测带来好的工作成效。随着当前科技技术不断的发展，我们需要不断的拓展和研究深水多波束测深系统的发展，可以更好的通过辨别度及其深度和覆盖率来完善展望的趋势。关键词：深水多波；束测深系统；现状及展望前言改革开放以来，我国对于各行各业的发展都在不断的拓展，然而当前资源制约已经是我国国民经济发展的阻碍，从我国的地理位置上来看，海洋在我国地球上占有一大半的位置，为了能够保护资源的合理性，就要有效的通过多波束测深系统来完善必要的条件，保证我国可持续发展。从国家的发展局势上维护我国海洋的权益，同时还可以有效的通过该系统建立稳基的重要战略，当前对于水波束测系统来说，随着科技技术不断的进步，传统的单波束测系统已经无法满足整个海洋的局势，不管是效率上、精度上及其扫描上都无法给予帮助，因此，在这个过程中，需要通过多波束测深技术的优势及其高科技来推进时代的重要意义。 1分析多波束测深系统的重要性第一，从我国主权上来分析，随着经济的发展，可以说全球各地为了能够争夺主权，开始不断的从海洋主权上来划分地域，因此，多波束测深系统技术也得到了进步，从根本上维护了海洋权益和海底的有效开采，然而对于海洋底部来说，需要专业的精密的及其快速的探测来完善该系统的重要性。第二，从我国的资源问题来说，我们可以从地球仪上来看海洋占地球面积的一半以上，可以说各国都有海洋的划分区域，海洋不但有丰富的资源，还可以通过探测来保护海洋资源的重要技术，这是大局上来完善海底的发展。第三，对于海底不仅是表面赋予的条件，还可以不断的使得矿产资源完善，结合海洋的优势，通过水的深度、地形及其海洋的构造，然而怎么样才能得以了解矿产的主要条件，就要明确矿产的深度和精密度，因此深水多波束测深系统的发展势在必行，保证我国的可持续发展，同时还有效的通过该技术了解发展的趋势，建立有效的海洋权益的重要性。 2多波束测深系统概述 2.1多波束测深系统的概念什么是多波束测深系统？主要应用在海洋测量过程中，通过对海水深度的探测，来真实度的反映海底的主要情况，通过束测深的工作原理，来增加发射声波的指导性，同时还有效的提高海底测量的分辨性，把科技技术的计算机数据处理和绘图来完善精确的位置和深度，实现了从点到线再到面上的跨度，可以说是科技进步的一大优势。 2.2结合多波束测深系统来分析其中的原理首先，该系统主要通过专属的能量来完善发射，通过海底声波进行覆盖，结合计算机系统的整合和收集，进行发射和接收直接照射到海底的地形，还能对每个地形都能够进行收集和探测，当然在探测过程中会出现照射，会留下足迹，同时在一次探测上还可以有效的结合专属的垂直来表面海底的深度值，有效的结合测量精度和宽度来给予大小和形状变化。其次，该技术的束测还可以形成三维技术，需要结合不同的角度，把反射角度进行信号回波，因此这就是束测的主要原理，在多波束测深系统中通过变量的测量，结合距离和声波的转换，再结合转换器的优势来确定距离和水底的角度，来形成具体的定性。 2.3结合现代技术来说，分析多波束测深系统的主要成分对于多波束测深系统来说，包括的系统比较多，最为常见的就是以声学和信号及其转换器和显示器系统来完善，这是从硬件设施上来说，其次就是软件，通过计算机的数据处理来完善，同时还要有完善的导航系统和采集资源信息，可以说现代技术的定位巡航和GPS技术都无可厚非，在外在辅助系统上，还需要有现代指南针的效应，把测量、定位、数据统计和传感器都实现完善。最后，随着现代深水多波束测深系统来说，我国在该技术上还不算成熟，对于该技术的产业无法完善，因此需要我们不断的发展深水多波束测深系统，从不足之处来不断的实现未来发展。 3 通过高效率、高深度、高便捷来完善深水多波束测深系统的未来发展趋势为了更加有效的发展深水多波束测深系统来说，需要结合当前发展趋势和技术要求，抛开传统单侧束测系统的不足，不断的学习国外技术的优势，来实现高效率和便捷性的系统。 3.1 多波束测深系统的优势和完善的分辨率第一，针对多波束测深系统来说，可以说具有很大的优势，从单一束测深系统来说，只能通过单侧来进行海底探测，然而多波束测深系统结合多侧进行分散在海底进行三维空间的分辨，降低相邻的间隔，将水中最小的目标和一些不足以探测的地形进行精细的探测。第二，对于多波束测深系统来说，具有完善的分辨率，主要是通过脉冲系统和有效的宽度和声波及其海底的速度，来进行有效的发射和转化，单侧的波速在速度上和发射频率上不足以接受和转化，然而在多波系统上，通过高阶的波束技术来完善水深，把接收的波速数量来形成测深，为分辨率带来了大大的提高。 3.2从测量深度上更加精准首先，针对深水多波束测深系统来说，主要使用的范围在深海海底，然而在海底最主要的是具有有效的数据测量标准和完善的精准度，只有这样才能完善其测量的测绘，对于测量的水深来说，怎么样才能完善测量，就是需要通过声速带来的折射效应及其运动中接受的信号来实现补偿。其次，在整个声速过程中，需要通过表面来进行获取信息，结合海深的速度和声速来进行剖析，把声速的折射效应和海底运动的传感器来进行收集信息和接受各种参数，同时还要结合GPS的测量技术来转变，使得精准度达标。最后，精准的测量深度还可以对海底的潮汐情况进行有效的控制，比起传统的技术来说更加精准。

多波束测深系统优势

多波束测深系统优势：多波束测深系统，是一种多传感器的复杂组合系统，是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术等多种技术的高度集成。最初的设计构想就是为了提高海底地形测量效率。与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比，多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值，实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越，其技术进步的意义十分突出。因此多波束测深系统正日益受到海道测量同行的认可，并在实际生产中发挥着越来越重要的作用。与单波束回声测深仪相比，多波束测深系统具有测量范围大、测量速度快、精度和效率高的优点，它把测深技术从点、线扩展到面,并进一步发展到立体测深和自动成图，特别适合进行大面积的海底地形探测。这种多波束测深系统使海底探测经历了一个革命性的变化，深刻地改变了海洋学领域的调查研究方式及最终成果的质量。正因为多波束条带测深仪与其它测深方法相比具有很多无可比拟的优点，仅仅近20多年时间，世界各国便开发出了多种型号的多波束测深系列产品。20世纪60年代初开始，相继研制了几种类型的多波束测深系统，最大工作深度200～12000米，横向覆盖宽度可达深度的3倍以上。多波束测深系统同综合卫星定位系统配合，由计算机实时处理标绘等深线图，是70年代末以来海道测量工作的一个突破。时至今日，各个国家生产的多波束又更新换代，横向覆盖宽度可达深度的6倍，波束角可达140°，分辨率可达1cm。因我国的高精度的水下多波束测量系统正处于研发阶段，尚未有成熟的国产系统，故只能采用进口仪器。应用领域：广泛应用于江河、湖泊、沿海水下地形的测量;河道疏浚及港口、码头、桥梁工程的测量；并在沉船、水下物体打捞搜寻方面有着良好的应用，在国家基础经济建设中发挥着越来越重要的作用。总之，多波束测深系统在水下地形测量中的应用将会日益普及。综上所述，为了快速准确地提供高精度的江河及沿海水下地形、地貌等资料，满足沿海地区的开发、利用的需要，建议购买多波束测深系统。