黄春春
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摘要：多波束海洋测绘技术具有极为广泛的实用价值和科研作用。本文以多波束海洋测绘技术的误差来源以及控制举措为主要研究对象，针对多波束海洋测绘技术进行多角度、多层次、多维度的分析和阐述，结合笔者多年从事多波束海洋测绘工作的科研经验，提出多波束海洋测绘技术误差来源的多种可能性，以及行之有效的管控策略和发展建议。仅供参考。
关键词：多波束；海洋测绘；误差控制
引言：海洋测绘工作，实现海洋资源开发的前提和基础，也是我国海洋产业创新发展的保障和核心。一方面，多波束海洋测绘技术具有多种的技术优势和发展价值，能够替代单波束测绘技术的不足和缺陷，另一方面，多波束海洋测绘技术存在一定的误差问题，需要针对误差的来源进行控制和分析，提升测绘技术的精准性和高效性。
一、多波束海洋测绘技术的基本原理
多波束海洋测绘技术，是利用多波束的基本原理，能够对海底进行测绘和测量，了解海底地貌的情况。该技术回声探测系统，需要结合计算机、数字传感器、导航设备以及水声定位系统等一系列技术，属于极为复杂的测绘技术。多波束的工作原理，是根据声波的传递作用，结合多种声波接收器，实现声波多种角度的接收和发射，实现对不同海底区域的探查和分析，最终利用计算机对接收的各项数据进行计算和研究，明确对应的测绘数据。一方面，多波束海洋测绘技术能够实现航向垂直方向的测绘深度，另一方面，在测算过程中，对应的测算设备相对较多，能够实现多种设备的联动操作。与传统单波束测绘技术进行比较，多波束海洋测绘技术能够实现测绘面积更加广阔、测绘效率更加显著、测绘位置更加精准等一系列优势和特点，能够实现测绘船只航行和测绘工作的同步开展，适宜于我国相对广阔的海域。随着科学技术的发展，现阶段已经发展为三维立体模式的测绘体系，能够让测绘人员展现更加具体的海底框架，能够提供多个方面的精准预测。
二、多波束探测技术的核心优势
多波束具有高精度、可视化、全覆盖的测量优势，能够与其他海洋测绘技术进行全方位的对比，同时能够实现单波束姿态校正问题的有效规避，能够实现对多种地形的勘察和分析，并且声音勘察的渗透程度极强，能够满足大部分海底勘测任务的实施。最为重要的是多波束勘测技术的精准度较高，能够实现同步航行、同步勘察等操作。我国多波束勘测技术的发展，与世界强国依然存在一定的差距，尤其是测绘技术的精准度方面，与发达国家存在一定的技术差距。例如，RESON公司的多波束设备，能够实现总误差值控制在0.034米范围内，具有极高的技术水平，同时其各方面的技术指标也高于其他同类产品。
三、多波束海洋测绘技术的误差来源以及控制举措
（一）横倾偏差角、纵倾偏差角测定及校正
横倾偏差角，主要是指换能器和水平面垂直方向龙骨的夹角，而纵倾偏差角，是换能器和水平面纵向方向的夹角。横倾偏差角、纵倾偏差角是多波束重要的核心参数，并且二者都包含一个动态分量以及静态分量。通常，动态分量，主要是受到海上风浪、风速等因素的影响而生成的内容，可以利用波浪补偿仪进行校正。而静态分量，主要是由于设备在安装过程中出现的角度偏差，分为横倾角、纵倾角两种。横倾偏差角的设定，主要是为了防止多束波探测过程中，系统中的换能器由于多种人为因素引发横向角度误差问题，从而设定的校正措施。在探测过程中，通常换能器横向安装角度与实际设计角度，存在一定的误差和偏离，水底地形的探测会出现一定的弯曲，需要对横向偏差角的测定工作进行校核。另外，由于定位数据的延迟问题，以及纵倾角引发的探测点位移问题，需要将横倾偏差角进行独立校正。并确保其测定工作的有效开展。
针对横倾偏差角的测定，通常选择平坦的水域位置，确保风浪数值相对较小的情况下，开展正常航速的往返测量，以同等航线作为测量条件，借助多波束探测系统进行横倾模块的测试，并截取对应的断面。最终将横倾角偏差进行调整，促使两个断面及西宁重合，实现横倾偏差角的有效计算。
（二）水下目标扫测小结
在对多波束海洋测绘设备进行勘测任务时，可以利用测绘系统对航道以及边坡的测绘工作，开展海底地形以及扫测图像质量的功能测试。在测试过程中，通过对海底中各种情况的分析和判断，探查海下障碍物的具体情况。现代海洋测绘工程领域，可以利用多波束海洋测绘技术对海洋底部的建筑物的损毁情况进行测绘，探查对应的情况和数据，并通过反馈的内容进行分析和计算。水下目标物扫测功能，能够为后续海底障碍物清理、水下建筑体的维护作业以及水下设施的建设施工提供重要的数据基础。不仅如此，随着多束波海洋勘测技术的发展，对海底探查工作要求会进一步提升，对应的探查难度和数据种类会进一步增加，需要在现有的探查设备基础上，增加测绘系统的反馈效率。特别是在已知的测绘范围内，提升对于海底环境数据的精准性和多样性，能够借助多波束测绘模式，对其他相关数据进行推演和计算，分析可能存在的地下环境问题，为后续海底测绘工作的开展，提供数据支持和技术支持。
（三）声速剖面空间的影响
基于水团性质的差异和影响，以及各个水域流速、流态等多种数据的影响，对应的声速剖面，即便在同一时间的不同地点，对应的数据也会千差万别。一方面，声速剖面空间的影响范围极为广阔，另一方面，对应的变化区间差异性明显，需要在实际研究过程中，强调对应的影响性和干扰性。在淡水区域中，进行声速剖面空间的研究，相距十公里的两个点位，除了表层声速存在一定的相似性，其他位置都能够显示出剖面结构的差异性。借助声速改正误差模型进行分析，当引入新的实地声速剖面时，务必确保到达角大于60度，并且对应的波束无法满足对应的精度要求，从而实现修正工作的有效性。为了进一步提升修正精度，可以采用宽度较窄的扇区开角进行操作[1]。
（四）海洋测绘工序的技术调整
海洋测绘工序的技术调整，是多束波海洋测绘工作的核心重点，需要结合测绘工序的技术发展进行提升和改良。现代科学技术中，对于海洋测绘工序的具体理论与实际内容存在一定的偏差，尤其是部分的修正技术不够成熟，无法实现高效的修正模式。例如，在多波束测量系统中，由于其测量工作任务量较大，对应的测绘数据种类较多，需要确保测绘地点的多项测绘指标与数据测绘标准相统一，当测绘区域的测量工序无法进行调整时，必然会引发后续测绘数据的偏差，同时还会增加测绘工作的难度，引发新的测绘问题。最为重要的是，在测绘工作无法推进时，还会增加海底数据绘制的时间差，引发所有数据的错误。以美国国家海洋大气管理局的管理范围为例，在进行航海表面与海底测绘工作时，需要将相关的测绘工序进行调整，尤其是针对不同的测绘体系以及测绘内容，需要将深水测量数据中的误差进行修正和调整，然后形成网格化坐标形态，根据自动化的测算系统，对各个网格的深度、位置以及其他相关数据进行标记和确认，实现障碍物探测数据的有效修正，最终与整个测绘数据进行叠加，形成新的测绘数据，实现海图数据准确性的有效把控[2]。
结论：综上所述，多束波海洋测绘技术的误差来源需要进行针对性的分析和研究，根据对应的误差问题进行控制和管理，提升测绘技术的精准性和实用性，能够有效改善多束波海洋测绘技术可能出现的偏差和问题，提升对应的测绘质量，为我国海洋测绘工作的开展打下夯实的基础。
参考文献：
[1]王晓琳.多波束海洋测绘的误差来源及控制探讨[J].科技资讯,2019,17(29):37-38.
[2]马深.基于多波束水深异常值剔除的海洋测绘中船体姿态改正误差分析[J].国外电子测量技术,2019,38(07):7-11.
[3]朱毅斌.基于工程案例的多波束海洋测绘分析[J].工程建设与设计,2020(20):238-239.