武伟强
三峡集团-上海勘测设计研究院有限公司 上海虹口 200434
摘 要：随着社会的不断发展，多波束测深系统越来越受到重视。为了加强水下地形防护测量工作，多波束测深技术是一种基于具体水下地形条件的机械设备。在应用过程中,多波束测深系统可以通过同时发射和接收多波束来测量水下地形。在采集水下地形数据的过程中,系统容易受到多方面信号的干扰。如果选择合适的方法减少外部干扰,就可以大大提高水深测量的精度和及时性,提高生成地形地貌图像系统的清晰度。为了快速、有效地掌握工程建设中的水深、航行障碍及余物,有利于工程顺利开展以及航道管理部门更好地掌握航道规划、建设、维护和保护工作。本文主要对多波束测深技术在水下地形测量过程中的应用进行分析研究,进一步推动多波束测深技术在未来工程发展中的改进和应用，为工程建设项目提供准确的数据来源。
关键词:多波束测深系统;水下地形测量;应用研究
一、多波束测深系统的应用特点。
（一）单波束测深系统一般包括定位设备、测深仪、装有导航定位软件的笔记本电脑以及一些辅助供电设备和连接线路。另外,为了检查测深精度,需要对声速进行校准改正,还需要配备声速剖面仪或检测板;为了测量潮汐的变化,需要一个潮汐计或水位计。多波束测深现场测量仪器、设备简单、方便、便于安装。一般可采用现场测量仪器设备自动进行定位校正、声速校正、动态吃水校正、时延校正;该软件界面友好,人工干预少,自动制图程度高,处理模型可靠,一般只需要潮汐校正。多波束测深系统比单波束测深系统数据可靠性高，直观性更强。对于单波束测量系统来说,无论是效率、精度、可靠性都会大打折扣,所以在这个过程中,借助多波束测深技术的优势和高科技的技术含量,弘扬时代意义是十分必要的。
（二）如下图所示：多波束测深系统自身优势比单波束测深系统在水下地形测量中应用越来越广泛，更加精密的测绘技术被应用到工程建设中。然而,这些技术的出现不仅弥补了技术上的空缺,也对新技术的研究提出了要求。多波束测深系统是根据工程建设的需要而开发的，多波束系统由于其独特的特点,受到了航道测深工程技术人员以及大比例尺海洋测绘技术人员的青睐。由于多波束测深效率高、精度有保障，更多的工程采用多波束系统来完成水下地形数据采集。经过近几年的发展,我国已经形成了一套成熟的数据处理技术和误差控制理论，来掌握水下地形的现状。通过多波束扫描调查水域的码头及港池的冲刷和淤积情况,及时掌握流水对码头基础的冲刷状况,为船舶的安全靠港提供数据保障，准确和可靠的多波束水深航道测量数据可以保障船舶的安全航行，以及为工程建设区域提供精度更高的水下地形数据保障项目顺利开展。
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（三）如下图所示：多波束测深系统直观的形成海底地形数据图，可以实时保证测量的精度。由于船舶是动态的,因此水下测量精度的准确性和可靠性难以控制。多波束测深系统的优点是可以实时采集动态数据,保证水深测量的精度。多波束测深系统作为一种功能强大的数据处理软件,具有完善的功能。根据工程建设的实际需要,可提取不同比例尺的地形数据,并将数据整合形成地形图。多波束测深系统在测量过程中,由于不同海域水温温差大、盐度不同、海水流速不同、测量位置变化等因素,声速剖面会有很大差异。因此,为了提高多波束测深系统的测量精度,有必要仔细观察测量区域面积和测量时间跨度,及时准确掌握测区的水温、流速、声速，以及仪器是否正常采集并记录原始数据,然后用软件对数据进行处理,并对声速进行校正。
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二、多波束测深系统在水下地形测量中的应用。
（一）多波束测深系统能够准确测量水下地形地貌的变化,为水下工程技术验证和船舶安全航行提供更加准确可靠的位置和相关水深数据信息。特别是随着城市交通的发展,内河和桥区的航行安全越来越受到重视。为加强通航安全保障,航道管理部门需要掌握桥区航道通航技术参数的变化情况,以便及时采取措施。多波束测深技术原理在应用过程中发挥重要作用,多波束测深技术需要利用发射阵列将声波传递到水下,并通过相应的接收换能器阵列接收水下回调。在此过程中,发射波束和接收波束在垂直于测量船方向的水下表面部分相交形成特定的标记。需要同时记录这些标记中的反射信号。然后通过计算机的计算,从水深和测量位置的浅层范围获得相应的数据。此时,可以使用多波束测深技术连续测量指定区域，测量数据采集完成后,可以对具体结果进行综合利用,根据工程建设需要，输出不同比例尺水下地形数据，大大提高了测量效率。
（二）多波束测深技术在水下泥沙测量中的应用采用多波束测深技术对水下沉积物进行定量探测。在探测过程中,可以使用其他相关专业测深仪器对被测地点进行全方位的水下探测,及时消除其他客观条件对检测的影响程度,防止测量数据与实际情况相差较大的情况发生。多波束测深技术是国内较先进的探测技术,它可以全方位地探测被测地点附近的地形地貌,进而发现水下障碍物的具体信息。在多波束测深技术的应用过程中,声波需要通过发射机在水下传输多波束测深系统的精度。多波束测深技术应用至今已有60多年的历史。在如此漫长的研究和应用过程中,一些西方发达国家特别注重技术的不断更新和利用。在具体使用过程中,不断优化多波束测深技术,使多波束测深技术达到高标准全覆盖精度测量。未来,多波束测深技术在精度、覆盖的多功能一体化和设备结构小型化等方面需要进一步发展。多波束测深技术可真正实现不同环境下的水深探测任务,进一步帮助水下工程的顺利施工,促进国内外相关技术研究的交流。
（三）多波束测深系统可以保证信道测量的精度。由于船舶是动态的,因此水下测量的准确性和可靠性不足。多波束测深系统的优点是可以实时采集动态数据,保证水深测量的精度，直观的形成海底数据图。多波束测深系统作为一种功能强大的处理软件,具有完善的功能。多波束测深技术是一种基于具体水下地形条件的仪器设备。在多波束测深技术的应用过程中,声波需要通过发射机，在应用过程中,多波束测深系统需要通过同时发射和接收多波束来测量水下地形。在采集水下地形数据的过程中,系统容易受到多方面信号的干扰。如果选择适当的方法减少外部干扰,可以大大提高测量的精度和及时性,提高生成地形地貌数据的准确度。
多波束测深系统的应用越来越广泛,水下地形测量的发展对其提出了更高的要求。因此,在今后的研究中,我们应该对多波束测深系统进行更加严谨和详细的分析。技术进步的关键是要有足够的人力资源。在我国航道测量技术的发展过程中,这是无可非议的。但是,我们也要重视技术和装备的研发,保护中国特色技术。这些工作的开展离不开人力资源的支持。在开发多波束测深系统时,要培养具有专业技能和扎实基础的技能型人才,促进测深系统的完善,提高系统的工作质量,充分发挥其应有的作用。水路工程中使用的仪器设备应符合我国的国家标准。发挥政府和市场的对接作用,提高协同效应,采用科学的管理方法,鼓励企业自主开发新的测量系统和技术,并在政策层面给予支持。从而促进多波束测深系统的完善,实现自身的创新和发展，为我国的科技创新贡献力量。
三、结束语
与传统的单波束测量技术相比,多波束测深系统可节省三分之二的人力物力,至少三分之二的外业时间,大大提高了测量精度、效率和可靠性。利用高效的水库积沙测量技术和准确的库容测量结果,不仅可以使水库积沙测量更加优质高效,还可以充分发挥水库的运行作用。多波束测深技术已广泛应用于水下地形测量,为复杂条件下的水下测量提供了先进的技术支持。可以有效地保证水下工程实施的准确性和可靠性,减轻未来水下工程测量的任务压力。通过对这种先进技术的应用,详细分析了水下地形地貌的特点,从而保证了水下工程的施工质量,克服了复杂环境影响带来的不便和测量设备的精度不足问题,并有效地保证了水下测量的精度。
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