多波束水深测量误差源及成果质量评估

(1浙江省测绘大队 浙江杭州310030;2临海市测绘院 浙江临海317000)

(1浙江省测绘大队 浙江杭州310030;2临海市测绘院 浙江临海317000)

在实际生活中的海洋深度测量工作，一般都是与多波束测量系统相结合来进行的，对内部和外部因素的了解，对于海洋环境和自身原因等一些容易导致复杂失误出现的因素进行分析，系统性偏差适用于多波束测深为指标水深成果的质量控制和检测体系，制定了质量检验项目，其中包含有多波束测深数据的处理，计算和检验评估等一系列过程。

多波束测深系统性偏差质量检验 误差来源

近年来，我国经济和科学技术水平有大程度的提高，多波束测深系统应用更加广泛，尤其在海洋调查，港口和河流及大陆架勘测等方面。文中将实践和经验相结合，侧重于对多波束测深系统和解决方案的误差主要来源的调查和研究，同时对准确度进行评估。

1 多波束水深测量误差源分析

1.1 多波束水深测量典型粗差

多波束测深装置大体上可以概括为测量深度的换能器和定位装置，还有表面速度的声级计，探查声音，验潮站等众多辅助设备。这些测量仪器本身都自带噪音的，加上海洋环境的复杂，影响了设备的海洋环境复杂的动力学，在对声纳换能器的参数进行设置时可能出现偏差，以及其他因素，这会导致一手资料里面出现不同类型（如位置，态度，声音，汰渍的速度，测深）等不科学的信息数据。如没有判断和直接计算统计所收集到的信息，将其集成得到一个水深数据，把这些异常的数据处理后，孤立性位置的方位不正确，或水深度有问题，或这两种情况都出现，这就是粗差，也被称为一个错误信号。

1.2 多波束水深测量典型系统性偏差

多波束测深系统组件表明，多波束偏置系统性来源仍然是多种多样的，具体有具体位置的确定，外观姿态，声音的速度，潮汐速度等等多个方面。这些异常数据的具体显示是表现方面异常位置或者范围在确定过程中出现偏差，或者所测量的水的深度数据明显不正确，或这两种情况都出现，这是所说的系统性误差。

图1 测深条带“蝴蝶”状系统性偏差图示

图2 测深条带“哭笑脸”状系统性偏差

关于系统性偏差姿态数据修正不完善的结果，来源有以下原因：（1）由于探测传感器安装不牢固，当风，浪，流对其进行冲击时，传感器本身的测量平台，航行产生高频共振，传感器测量数据就会出现不统一的情况，导致在一个系统性偏差，对于这些影响，如不尝试着去削弱，基于一定规律，水深数据将会“抖动”；（2）因为1PPs不管用了，或其他原因，姿态传感器和探测传感器有一个固定的延时，或者延时会变得不规则，姿态传感器和测深所测得的数据会出现偏差，测深条带就会显示一个“蝴蝶”形。图1。

由于体制不完善的偏见左右的速度校正声音数据。声音速度分布是不准确的或存在代表错误的，正确的缺陷造成的声音的速度，并最终影响的海底上的地形测量准确度和精度的光束的影响的边缘是特别显著，常导致“哭笑脸”作为等现象，图2，以消除系统误差所示可以遵循通过声音的机制和声音的速度的原理的错误，并逐渐减弱的声音通过调整声线数据值探测错误的速度的影响。除了测深工作表面时，也需要在平面换能器应设置，以确保声速计数器，实时准确和可靠的测量。

2 多波束水深测量成果质量评定

2.1 多波束水深测量成果质量评价指标

只有波束测深的成就，多波束测深的质量评价结果主要有两种：一种是对应不同深度的限制错误的调查，关于对测深仪器测量精度的具体表现我们通过表1反映出来。

表1 对应不同深度范围的极限误差指标

另一项内容是主线和检查线不匹配的统计值，它不应该超过超车点参与的点的总数的15%的规格的交点，对于测深内符合精度的具体表现我们通过表2反映出来。

表2 主测线与检查线交叉点不符值要求

2.2 多波束水深测量成果质量检查与评定

对多波束测深的结果进行研究的过程中，各种严重的错误和系统性偏见是不可避免的，为保证多波束测深工作的进行，对测量数据的处理，对结果的统计，及测试的过程中对于其他质量方案的评价，找出由各种因素所导致的数据错误情况。

3 结束语

在未来的海底地形测量工作以及数据资料的收集过程中，多波束测深系统很有可能是最主要的技术手段，通过发挥多波束测深系统的主导作用获得水深数据，所以，必须要加大对多波束侧身软硬件的研究力度和投资力度，对于其自身价值有一个全面的理解，最大程度上避免各种因素导致的数据偏差问题。

[1]魏星海,王换科.多波束测量误差分析 [J].现代测绘,2016(2).

多波束水深测量误差源及成果质量评估

■颜煜1李鸿2

P2[文献码]B

1000-405X（2016）-10-261-1