多波束系统安装偏差造成的误差分析及校正方法探讨
多波束测深数据失真的原因及解决办法
0引言近年来中海油服物探事业部工程勘察作业公司开展了较多的多波束勘测项目，获取了相关海域的多波束测深资料，但在上述多波束勘测数据的后处理成图过程中也发现了一些问题，且这些问题具有一定的代表性。
今后勘探向深水发展，这些问题造成的误差势必更大，必须彻底解决这些问题才能制作符合规范要求的海底地形图件。
本文探寻了多波束测深数据失真的原因并提出相应的解决办法。
1外业测量因素及解决方法1.1多波束安装校准只有当多波束安装参数如横向角度偏差（Roll ）、纵向角度偏差（Pitch ）、艏向角度偏差（Yaw ）、探头相对于导航系统天线的轴向偏差（沿测线方向△X 、垂直于测线方向△Y ）、由运动传感器（motion sensor ）与换能器分离造成的运动传感器偏移误差等经过严格校准后才能获取到可靠的测深数据。
校准并不需要在已知水深地区进行，而是基于不同测量条件下地形数据全局吻合的理念。
Roll 偏差使得海底以前进方向为轴左或右倾斜；Pitch 的存在使得测量的结果发生前（后）位移；Yaw 误差会造成测深点以中央波束为轴位置发生水平旋转。
运动传感器的偏移误差限于运动传感器和换能器是分离的情况（大多数情况如此）。
由于运动传感器测量的姿态并不完全与换能器姿态一致，它们之间的偏差称之为运动传感器偏移误差，包含运动传感器纵轴与船坐标纵轴方向不一致带来的姿态误差，及由运动传感器的姿态误差带来的上下升沉误差[1]。
换能器的起伏与传感器的测量值间相差一个由纵摇和横摇引起的感生起伏（induced heave ），可通过横摇、纵摇及换能器与垂直参考单元之间偏移量、艏向间复杂的关系式加以表述[1，2]。
各参数校准的先后顺序非常重要，一般遵循GPS 时延、Roll 、Pitch 、Yaw 的校准顺序。
为了取得较好的校准效果，要根据校准参数选择在不同特征的地形上进行，且一般要求在水较深处进行。
双探头的多波束系统校准与单探头多波束系统校准并无本质不同，实质是分别对每个探头单独进行校准。
RTK在R2Sonic 2024多波束系统中应用探讨
RTK在R2Sonic 2024多波束系统中应用探讨摘要：本文详细分析了水域测量所用GPS差分改正信号的种类及精度，分解了R2Sonic 2024多波束系统测量过程中定位信号处理过程，探讨了RTK在多波束测量中应用的可行性。
关键词：RTK 多波束系统GPS差分改正1前言目前在水域测量的定位设备中，选择信标较多，选择RTK较少。
信标一般可选择Beacon、SBAS、StarFire等系统的GPS差分定位信号，测量过程中一般需要验潮。
在近海或者内陆的水域测量中，单波束已经实现了无验潮模式的RTK测量，测量精度和效率大幅提高。
在多波束系统中，GPS差分信号一般选择Beacon或SBAS，较少选择有偿使用的StarFire。
本文以R2Sonic 2024多波束系统为例，分解多波束测量过程中差分信号处理过程，探讨了常规RTK应用于多波束的可行性。
2水域测量三种典型GPS差分信号分析Beacon海岸信标站台网,在我国是由交通部设立在我国沿海的20个站台组成。
信标站台以约300kHz的频率播发RTCM格式的GPS 差分信号，信号覆盖海岸线约100km，沿海用户可根据该信号计算位置坐标。
由于信标站台自身差分改正信号精度有限，台站间距离从几十公里至几百公里不等，故用户所能得到的平面定位精度非常有限，从1m～5m不等，观测过程中需验潮。
Beacon海岸信标站台网播发的广域差分定位信号免费，目前国内95%海洋测量用户使用该信号。
SBAS即Satellite Based Augmentation Systems，是利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统。
目前全球发展的SBAS系统有：欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)，覆盖欧洲大陆；美国的DGPS(Differential GPS)，美国雷声公司的广域增强系统(W AAS)，覆盖美洲大陆；日本的多功能卫星增强系统（MSAS），覆盖亚洲大陆；等等。
SBAS通过地球静止卫星（GEO）发布包括GPS卫星星历误差改正、卫星钟差改正和电离层改的信息，通过GEO卫星发播GPS和GEO卫星完整的数据，通过GEO卫星的导航载荷发射GPS L1测距信号。
浅谈提高多波束测量精度的研究和对策
浅谈提高多波束测量精度的研究和对策摘要随着国家的战略发展，海洋资源越来越受到重视，不同于陆域的测量，海洋测量需要借助精密的水下测量设备才能准确的反应海底地貌，如何更加高效、准确的测量海底地貌急需被解决。
目前多波束全覆盖测量是业内公认的测量效率高、精度高的测量手段。
全文介绍了我们在多波束测量中遇到的常见问题及解决办法，为从事海洋测绘的技术人员提供参考。
关健词R2sonic 2024、CARIS HIPS、声速异常、测量船实际导航位置与多波束测量参考原点偏差、水位改正、姿态改正一前言多波束测深系统是单波束测深系统发展过来的，与传统的单波束测量相比，多波束测深系统能在测量船航线的垂直平面内一次获取256个测深点。
实现了从“点—线”测量到“线—面”测量，测量效率大大提高。
目前我国海洋测量中的多波束系统多为进口国外设备，学习资料较少，发现问题不能及时解决，严重影响测量效率。
下面以业内使用较多的R2Sonic 2024型多波束测深系统及CARIS HIPS多波束数据处理软件为例，遇到的有关声速改正等问题及解决办法。
二多波束测量中的问题1、多波束CARIS HIPS数据处理中的声速异常问题在平坦海底测量，使用多波束CARIS HIPS软件中导入数据进行声速改正后在线模式和块模式中能明显看出波束有弯曲，向上弯曲“哭脸形”或向下弯曲“笑脸形”如图1、图2，由于两侧边缘波束上翘或是下沉，块模式下无法对相邻测线进行准确拼接，影响了多波束数据水深的准确性，这是声速异常导致的水深不准情况。
当多波束换能器的表面声速大于实际声速时呈“哭脸形”，当表面声速小于实际声速时呈“笑脸形”。
原因可能是多波束换能器的表面声速测量有误差，在使用声速剖面仪测量声速剖面时仪器有误差，导致声速改正后条带弯曲，未真实反映出海底地形，降低了多波束测深系统的精度。
图1“哭脸”形图2 “笑脸”形遇到这种问题的解决办法其一是认为多波束换能器表面声速仪有问题，手动关闭R2sonic 2024多波束控制软件自动实时测量表面声速仪功能，测量前在测区附近范围内选择较深水域使用声速剖面仪进行声速剖面测量，在电脑导出声速数据后，直接手动将多波束换能器吃水深度的声速手动输入到R2sonic 2024控制软件中。
多波束测深系统声速改正技术
多波束测深系统声速改正技术一、序言- 引言：介绍多波束测深技术在水下测量领域的应用以及声速改正技术的重要性。
- 研究背景：简述多波束测深技术和声速改正技术的来龙去脉。
- 研究意义：阐述研究多波束测深系统声速改正技术的重要意义。
二、多波束测深系统基本原理- 多波束测深系统的构成和工作原理：简述多波束测深系统的整体结构和基本原理。
- 多波束测深系统测深原理：详细介绍在多波束测深系统中实现水深测量的基本原理。
- 多波束测深系统的工作流程：阐述多波束测深系统的工作流程，详细介绍每个环节的操作过程。
三、声速测量与改正方法- 声速的概念与测量方法：对声速的相关概念进行详细阐述，并介绍常见的声速测量方法。
- 多波束测深系统声速改正的必要性：分析多波束测深系统中声速改正的必要性和意义。
- 常用声速改正方法：介绍常用的声速改正方法，并分析各种方法的优点和缺点。
四、多波束测深系统声速改正技术研究- 基于声速测量的声速改正方法：阐述在多波束测深系统中，基于声速测量的声速改正方法。
- 基于反演法的声速改正方法：介绍在多波束测深系统中，基于反演法的声速改正方法。
- 基于神经网络的声速改正方法：介绍在多波束测深系统中，基于神经网络的声速改正方法。
五、结论与展望- 研究结论：总结本文研究的多波束测深系统声速改正技术的研究成果和结论。
- 简要讨论：简要讨论研究中发现的问题和不足之处，并提出改进意见。
- 研究展望：展望多波束测深系统声速改正技术的未来发展趋势和方向。
多波束测深系统是一种非接触性测量水深的技术，其精度高、速度快，被广泛应用于海洋、水利、地震、环境等领域。
本章将介绍多波束测深系统的基本原理及其构成，以便更好地理解多波束测深系统声速改正技术的研究。
多波束测深系统的构成和工作原理多波束测深系统由多个发射器和接收器组成，其中发射器发出多束探测信号穿过水体后被接收器接收，通过计算探测信号的往返时间和相位差来计算水深。
一个多波束测深系统通常有4至8个发射器和接收器，信号发送后形成梳状图案，由此形成一系列交错的光带覆盖水下被测区域，从而实现大范围、高精度、高效率的水深测量。
多波束数据检查标准化若干建议
Science &Technology Vision 科技视界0引言目前在我国测绘产品的检查实行“两级检查,一级验收制度”。
两级检查是指过程检查和最终检查。
但是鉴于海洋测绘作业的特殊性,质量检查人员不可能全程跟踪检查每一个过程,更重要在于多波束数据的检查一直都是凭借检查人员自身的素质和经验,没有一套标准化流程,这样就造成每个检查人员检查内容及方法也大相径庭。
因此流程化标准化的检查方案不仅有助于检查人员提高检查效率更有助于提高测绘产品的质量。
1多波束测深系统作业流程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。
正因为多波束系统的复杂性导致影响多波束测深数据质量的因数很多。
因此非常有必要熟悉多波束作业的流程、工序、生产环节。
这样在检查过程中才能得心应手。
下图为多波束测深系统作业流程图。
2多波束数据检查流程多波束测深系统以其高精度、高效率、全覆盖的优越性广泛应用于各种类型的海洋测量工程中,如航道疏浚施工测量、沉船等障碍物扫测、港口航道图确定通航尺度而实施的港池航道及锚地多波束全覆盖测量以及特殊浅点加密测量等。
尽管如此,国家标准和行业规范的缺失造成对多波束数据质量的控制和成果数据的检查工作一直没有统一的标准和规范遵循。
因此探讨多波束数据检查工作的标准化流程化对推广多波束技术应用,提高多波束数据质量有着重要意义。
下图为笔者经过多年的基层测量及检查工作总结多波束检查流程图。
3多波束数据检查内容3.1仪器及软件检查多波束测深系统作业过程中使用到的仪器和软件较多,其中仪器设备包括:多波束测深系统、单波束测深仪、水准仪、GPS、声速仪。
软件包括:QINSY、HYPACK、HIPS、南方CASS。
软件检查是指在测量过程中使用的所有软件都必须经过鉴定和验收。
仪器检定包括两个方面:一方面是仪器设备是否经过专门仪器检定部门检定,确保有效证书及在有效期内。
多波束水深测量误差分析及校正 王军强
多波束水深测量误差分析及校正王军强摘要：多波束水深测量有着可靠稳定以及覆盖面广等的优点。
但多波束测深系统的声学原理以及海水具有不均匀性，声波在进行传播期间会出现线折射，而波束测点也会因此出现位置的计算不准确。
因此，本文通过分析主要的系统参数误差，进一步深究并提出对应的测定方法和完善措施。
关键词：多波束；水深测量；误差分析；校正1声速剖面误差及校正海水本身具有不均匀的性质，因此声波在传播的过程中，会受到海水盐分密度、水压以及水温等多方面影响，继而产生对应性的改变。
如声速会因海水的盐分密度、水压、水温的上升而加速，这里最密切相关的还是水温，其次是水压，再是海水盐分密度。
为了能够更好地保障多波束测深的精准性、可靠性，通常采取较多的声速剖面，进行科学合理的时间安排以及空间上的布置，有目的地适当对声速剖面的空间分布密度进行调整。
2导航定位时间延迟误差及校正2.1误差分析通常定位系统都是和测深系统同步进行的，否则就会令测深点发生偏移，进而影响所测得的海底地形正常图形，这个过程叫做定位时间延迟误差。
图1（a）、图1（b）为系统延迟效应对测深产生的影响。
图中箭头为测线航行，P为真实位置，P′为记录位置，△为位移。
由图1（a）可知，如果所测量的船沿方向是一致时，系统性延迟会使全部水深点位移△，进而造成海底地形出现位置差异；图1（b）为测量船以正反方向相互交替测量，这个时候系统性延迟会使正向测量的水深值右移△，反向测深值左移△，这个时候海底地形呈现条带状交叉错位。
位移△的大小与航速成正比，例如：当延迟△t=0.6 s、V=12节时，位移值将达3.7 m。
因此，像一般沿岸及港口等重大工程测量中通常在精度要求上比较严格，考虑到船速比较大的问题，需要事先想到时间的延迟效应。
图1 系统延迟效应对测深产生的影响图2 两条测线的纵向剖面图2.2误差校正（1）同一目标探测法。
在规定的海域选择一处明显标志物，以一固定测线速度一致往返观测两次，获得同一目标的两个偏移位置P′和P″（见图2），可得延迟位移△为：△=P′P″/2测定船速V，得到定位系统的时间延迟为：△t=△/V但此方法的前提是需要规范避免纵倾角误差。
多波束比幅测向系统测向误差分析
多波束比幅测向系统测向误差分析陈旭;糜坤年【摘要】在介绍多波束比幅测向侦察系统原理的基础上,分别分析了天线、微波、接收机引起的测向误差,论证了现阶段利用96波束比幅测向的侦察系统的测向误差,最后给出了提高测向精度的工程应用方面的建议.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2019(042)002【总页数】4页(P35-38)【关键词】比幅;测向;测向精度【作者】陈旭;糜坤年【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN971.10 引言对于多数侦察系统，特别是星载侦察系统而言，侦察灵敏度是非常重要的一个指标。
由于波束宽度较窄的多波束天线的天线增益远高于波束宽度较大的平面螺旋等天线的天线增益，因此采用多波束体制的侦察系统在侦察灵敏度指标上有着明显的优势[1-3]。
1 多波束侦察系统简介1.1 系统构成如图1所示，多波束侦察系统是由天线、微波、接收机及信号处理三大块构成。
其天线由N个相互独立的单元平均分布在360°空间上；每个天线单元接收空间的电磁波信号并把该信号传递给微波模块进行限幅、放大、滤波，最后通过视频对数放大器(DLVA)输出给接收机。
接收机通过数模转换器(ADC)采集DLVA输出幅度大小，并在方位解算模块中判断来波方向。
图2为多波束天线方向图。
1.2 三波束测向原理三波束比幅测向是最基本的测向方法，其测向流程非常简单：(1) 找到360°方位上信号幅度最大的那个波束n；(2) 读取波束n以及相邻的波束n-1和n+1波束的信号幅度值；图1 多波束比幅测向系统构成(3) 根据天线方向图函数求解具体的信号方位。
以下为三波束比幅测向的公式推导。
图2 多波束天线方向图设天线的波束形状为高斯型的，即有：(1)式中：β表示信号到达方向与天线最大值方向的夹角；θ0.5为波束宽度；K为常数。
多波束海洋测绘的误差来源及控制
多波束海洋测绘的误差来源及控制发布时间：2021-06-17T09:27:43.723Z 来源：《科学与技术》2021年2月6期作者：孙德鹏[导读] 在科技水平不断提升的背景下，测量技术的发展也在随之改进，呈现出现代化的趋势。
多波束便在分辨率孙德鹏青岛振帆工程科技有限公司山东青岛 266100摘要：在科技水平不断提升的背景下，测量技术的发展也在随之改进，呈现出现代化的趋势。
多波束便在分辨率、覆盖率等方面表现出更为明显的优势，可广泛应用到工程实施、水下目标探测等多个领域。
关键词：多波束海洋测绘；误差；控制引言海洋测绘结果的准确性，主要在于应对海洋紧急情况的措施是否得当。
在测量技术不断发展的背景下，所应用的测绘方法也随之变化。
多波束系统可广泛应用于海洋测绘工作中，能够在应对海洋紧急情况时发挥较为理想的功能。
本文便以多波束探测系统在海洋测绘工作中的运用为例，侧重分析多波束系统在测绘工作中所发挥出的功能。
1多波束测深技术优势该探测系统主要依据多波束理论，在对海底进行探测时可基于回声来探测地貌情况，形成专业的地图系统。
系统运行期间，可综合发挥网络、传感和导航定位等多种功能，共同高效完成海底测绘工作内容。
系统声波可基于转换器，针对目标声音实施收发。
同时运用不同的传感设备对波束的检测点位置进行计算，从而得出与航向垂直的水深数据指标。
系统自身可对回声进行处理的设备较多，其中数字磁带便可依据现有的模式完成导航、摇摆、水深及船的物理距离等参数的搜集，在此基础上实现更为细致的数据分析和处理。
数字打印机可实时监控目标数据的变化形态，计算机可依据相应的工作程序对数据进行分析。
数字绘图机可依据经过纠正的航线来绘制等深线图，从而对海底的具体地形情况进行判断。
显示设备可对系统输出的数据进行检测，从而显示出检测目标的横向截剖面情况。
相较于探测宽波束设备，多波束探测系统的波束较为狭窄，且实施效率较高，能够更为准确地探测出在航行期间遇到的障碍物位置，通常用于较大范围的测量工作，如航道或者海上工程实施等。
Sonic多波束校正要求
4.1换能器安装偏差标定测量为了精确地测量海底（深度），多波束系统换能器安装偏差值必须精确地确定，以便采集软件进行必要的补偿。
标定工作分数据采集和数据处理两部分。
在做标定的水域应采集声速剖面数据。
4.1.1 横摇误差数据采集对于多波束系统来说，横摇误差将带来水深测量值误差，它将随着离开中央波束的夹角的增大和水深的增大而增大。
为了确定横摇误差，在约10~80米深的平坦水域，布置长约200米长的一条测线。
如上图所示方向，船以5～7节速度沿测线反向各航行一次。
记录数据，两次测量航行速度相同，但方向相反。
4.1.2纵摇误差数据采集纵摇偏移量也会导致定位误差，这种误差是纵摇偏移量和水深的函数。
为了确定延时误差，在约10~80米深的水域，寻找一个礁石或陡坎地型。
在礁石上方布置长约200米长的一条测线。
船以5~7节同样速度在测线上反向各测量一次，两次测量航行速度相同，但方向相反。
4.1.3艏摇补偿艏摇偏移量来自水平面上的角度误差，即船的罗经轴线和换能器阵的Z轴之间的夹角。
艏摇偏移量不会对中央波束带来影响，但对边沿波束的定位会带来误差，定位误差的大小随着深度的增大而增大。
为了确定艏摇误差，利用纵摇校正时的相同测区。
在礁石二侧布置长约200米长的二条平行测线。
测线间距为约三倍水深。
如上图所示方向，船以5～7节速度在每条测线上各采集两次数据，两次测量以相同的速度航行，方向任意。
Sonic 2024 系统设备安装位置表表 3船名:日期:测量者:船的参考点描述:测量值（单位m） X Y Z VRP 坐标位置2024换能器相对于VRP参考点的位置OCTANS 相对于VRP参考点的位置GPS 天线相对于VRP参考点的位置注：1. 坐标轴定义：Y 轴向船头为正；X轴向船左舷为正；Z轴向上为正。
2．VRP为船只的中心（或稳心）位置。
3．OCTANS测量点位置见下图（单位mm）：4．2022换能器头测量点位置见下图：2024 系统标定结果表表 4GPS延时横摇纵摇艏摇2024 系统 0计算人员： 日期：。
多波束姿态校准误差对测深数据影响分析
多波束姿态校准误差对测深数据影响分析摘要：在日常水运工程测量过程中，多波束测量逐渐普及，多波束测深的数据处理尤其重要。
而在多波束测量三维定位数据处理中仪器安装姿态校准非常重要，Roll、Pitch、Yaw数值的校准偏差会直接影响到测量数据的归位精度。
随着多波束测深仪器的逐渐更新，测量深距比值在逐渐增大，测量效率也越来越高，对船型姿态的要求也需更加精密。
结合多波束测量的数据在内业中的归算原理，对船舶仪器安装姿态的校准误差与测深数据归位影响进行具体分析，用表格形式展现仪器安装姿态校准偏差带来的三维误差，以方便在多波束测量数据处理中，对以上三者的精度进行相应的把控。
关键词：多波束测深系统；姿态校准；三维定位多波束测深系统在水运工程测量中应用越来越广泛，而国内外的研究更多的体现在提高其计算效率、优化多波束测深的测量精度，而关于在实际测量中应该把多波束姿态校准误差控制在多少范围内没有具体的分析，本文根据多波束测量的数据的归算原理，分析仪器安装姿态校准误差带来的影响，以方便在数据处理中对其进行把控。
1多波束测深原理多波束测深系统，是能够一次获取与测量船航向垂直方向上的几百个海底点的水深和水平位置的数据，它能够快速精确的测出沿着航向一定宽度、角度内的水下目标的大小、形态和高度的变化，从而可靠地绘制出海底地貌的详细特征。
多波束测深系统具有测量范围大、测量效率高、测量精度高的优点。
多波束测量的数据归算原理如下。
多波束系统采用发射接收指向性正交的两组换能器阵获取一系列垂直航向分布的窄波束。
系统声信号的发射和接受由方向垂直的发射阵和接收阵组成。
发射阵平行于测量船龙骨方向排列，并呈两侧对称向正下方发射船纵向角度比较小、船横向角度比较大的扇形脉冲声波，现在常用多波束测深系统船横向角度可以达到160°甚至更大，纵向开角一般控制在2°以内。
接收阵沿船正横方向排列，在波束控制方向上接收方式与发射方式相反，以纵向比较大的角度、横向比较小角度接收来自海底照射扇区的回波。
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２１ ０ ２年 ４月
湖 北 电 力
ＶＤｒ ６ ２ Ａ＿ ０１ ２ ｏ３№ 【 ．２
多波束 系统 安 装偏 差 造成邓 卫 红
（ 东省 电 力 设 计 研 究 院 ， 广 东 广 州 ５ ０ ６ ） 广 １ ６ ３
［ 摘 要］ 根 据 多波 束 系统的作 业原 理 ， 多波束 换 能 器与 罗经 和 涌浪补 偿 仪相 互 间的姿 态理论 上
［ 关键 词］ 多波束 系统 ；偏差 ；校 正
［ 图分 类 号 ］ Ｐ １ 中 ７６ ［ 献标识码］Ｂ 文 ［ 章 编 号 ］ １０ —９ ６ ２ １ ）２０ ０ —３ 文 ０ ６３ ８ （０ ２０ —０ ４０
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｅ ｔｏ ｅ ｈｏ ｎｄ Ｅｒ ｏ ｓ ｕ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ Ｃｏ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｄ ａ ｒ ｒ Ａｎａ ｙ ｉ ｕ ｅ ｙ ｌ ｓ ｓＣａ ｓ ｄ ｂ Ｅｒ ｃ ｉ ｎ Ｄｅ ｉ ｔｏ ｆ Ｍ ｕ ｔ— ｅ ｍ ｙ ｔ ｍ ｅ ｔｏ ｖ ａ ｉ ｎ ０ ｌｉｂ ａ Ｓ ｓ ｅ
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（ Ｇｕａｎ ｇｄｏｎ Ｅｌｃ ｒｃ Ｐｏ ｅ ｓｇｎ Ｉ ｔｔ ｔ ｇ ｅ ｔ ｉ ｗ ｒ Ｄｅ ｉ ｎｓｉｕ ｅ，Ｇｕ ａｎｇｚ ｕ ５１ ６３， Ｃｈｉ ａ） ｈｏ ０６ ｎ
［ ｂｔａｔ Ａ ｃ ｒｉｇｔ ｈ ｐ ｒｔ ｎｐ ｉｃｐｅｏ ｌ—ｅｍ ｙ ｔｍ， ｈ ａａ ｃ ｕｓ ｉｎｉ ｂ ｓｄｏｌ － ｓｒｃ］ ｃｏ ｄｎ ｏｔ ｅｏ ｅａｉ ｒ ｉｌ ｆ ｔ ｂ ａ ｓ ｓｅ ｔｅｄ ｔ ｑ ｉｔ ａｅ ｉ Ａ ｏ ｎ ｍｕ ｉ ａ ｉｏ ｓ
要 做 到垂 直和 水平 ， 采集 水深数 据 才能利 用 ， 在外作 业 时 ， 但 多波束 系统安 装不 可能达 到理 想的 效果 ， 往 往 都会 有偏 差 ， 以要 找 出安装 偏差 对数据 质量 的影 响 并采 用相 应 的措 施 消 除该 影 响 ， 正该 偏 差 ， 所 校 供
数 据后 处理 使 用 。
Ｙａ ， 图 ｗ） 见 ｊ 。
图 １ 各 轴 相 对 关 系
２ １ Ｒｏ１ 析 ． ｌ分
从 图 ｌ 知 Ｒ ｌ围绕 Ｙ轴 旋转 ， 可 ｏｌ 只要 多波束 系
并提 出一套可 行 的措施 ， 出 ３ 轴 向的改 正数 ， 求 个 供 数据 后处理软件使 用 ， 最终获得正确 的水深数据口 。 ］
ｓ ｍ ｅ ｍｅ ｈ ｄｓ ｔ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｉ ｔｏｎ ｏ ｔ ｏ ｏ ｃ ｌｂ ａ ｅ ｄ ｖ ａ ｉ ．
［ ｙｗ ｒ ｓ Ｋｅ ｏｄ ￣ｍｕｔ ｂ ａ ｌ— ｅｍ；ｄ ｖａｉｎ ｏ ｒｃｉｎ ｉ ｅｉｔ ；ｃ ｒｅｔ ｏ ｏ
误 差 、 速 测 量 误 差 和 各 仪 器 本 身 的 固定 误 差 ， 么 声 那
１ 概 述
在 多波 束采 集 水 深数 据 时 ， 波束 换 能 器 的姿 多 态应 与罗 经和 涌浪补 偿仪 相互 间 的姿态理 论上 要做 到垂 直 和水平 ， 由于存 在各种 不 可控 因素 ， 但 多波束 换能 器 的姿态 不可 能 安装 到理 想 水平 ， ３个 轴 向 在 上都 会产 生一 定 的旋 转 角 ， 偏差 可 以分 解 为横 轴 该 偏差 （ 简称 Ｒ ｌ 、 轴 偏 差 （ ｏ１ 纵 ） 简称 Ｐ ｔｈ 、 摇偏 差 ｉ ）艏 ｃ （ 称 Ｙａ 。而这 ３项偏 差 对测深 数据 的影 响又可 简 ｗ） 分解 为测深误差 和位 置误 差 。实 际证 明旋 转角 越大 ， 作业 区域水越 深 ， 生 的测 深误 差 、 置误 差也 就 越 产 位 大 。下面将重点 分析 横 摇偏 差 、 纵轴 偏差 、 摇偏 差 艏 在 相应水深作 业 时产生 的测 深误 差 、 置误 差 大小 ， 位
影 响测 深误 差 的 主要 因 素是 多 波 束 系 统 的安 装 偏 差 ， 以要分 析该 误 差 的 规律 和 提 出 解决 方法 。多 所 波 束 系 统 的安 装 偏 差 可 以 分 解 为 横 轴 偏 差 （ 称 简 Ｒ ｌ 、 轴 偏 差 （ 称 Ｐ ｔｈ 、 摇 偏 差 （ 称 ｏ１ 纵 ） 简 ｉ ） 艏 ｃ 简
统存 在该 角度 的安 装偏 差 ， 都会 影 响 由斜距 换 算 成 深度 的误 差 ， 即测深误 差 ， 且深 度误差 会 随着 多波束
扫射 角度 的增 大 而增 大 。为 了便 于 说 明 ， 以一 块 平 坦 的海底 地形 为例 ， 图 ２ 见 。 从 图 ２可 以知道 多波束 扫 测开角 与测 深误差 的 关 系 ， 中 中央 波 束 误 差 最 小 ， 其 随着 波束 开 角 的增