浅析多波束测深技术在水下地形测量中的应用

王 炎 宋 熇

（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，200120）

1 关于多波束检测技术的简介

1.1 水下地形测量运用多波束测深技术的背景与意义

随着国内海洋工程的不断发展，人们对海洋海底地形资料的需求度也在日益增加，多波束测深技术是近几年从国外引进的新型技术，相比传统的测深技术而言，多波束测深技术的检测范围更广，耗时也更短，能够更大效率的在短时间内收集到水下地形的情况，高效率、高精度与高分辨度，这让多波束测深技术的发展道路越走越远，但同时存在的问题也需要引起人们的关注，如何解决这些问题，最大化的应用多波束测深技术，是当前需要探究的问题。

1.1 水下地形测量运用多波束测深技术的原则

一是准备测深前期要做好准备工作。在准备阶段要收集检测水域的水文等一系列资料，根据检测水域的实际情况制定测量计划以及多波束测深方案，要对待检测水域有一定了解，勘察工作才更容易开展。

二是数据采集过程要重视。操作人员必须严谨的按照多波束检测系统的说明书严格的执行操作步骤，确保每一步操作的正确性，还要仔细检查设备是否正常，参数设置是否准确无误等问题，如出现错误，需要操作人员及时更改过来以免耽误测深工作。

1.3 多波束测深技术的变化与创新

一是工作的效率更高。与传统的测深技术相比，多波束测深系统的测量范围更加的广泛，测量的速度也远远高于传统测量方法，在精确度与效率上都是传统测深技术无法比拟的。

二是成像的效果更好，多波束测深技术是将点、线发展成面，最终呈现3D的立体图像，非常适合进行大面积的水下地形检测，而且成像效果更直观，更利于观察水下地形的状态。

2 当前在水下地形测量中运用多波束测深技术的主要问题

2.1 多波束测深技术数据处理方面还不够

相对于其他研制数据处理方面的高速发展，多波束测深技术在数据处理方面的进度缓慢，可以说是止步不前了。这是因为多波束测深技术在水下进行数据采集的时候是处于一个复杂的水下环境，是一种动态作业，有很多不确定以及未知的因素在给多波束测深技术的数据处理方面带来很大的阻碍。

2.2 水下的信号与水上的信号不能同步

多波束测深技术是运用在水下，而水下会影响信号，信号不好会导致图像不能成，或者是图像模糊不清，不能达到预期的图像效果，有的时候定位效果还会不好，定位坐标不能与实际情况保持一致，实时采集的水深值不能很好的记录下来。

2.3 水下自身带有的因素影响多波束测深精度

影响多波束测深精度最主要的问题就是水中的声速，水中各个区域水的盐度不同会影响声速，温度变化会导致声速的变化，还要就是压力的变化也会导致声速发生改变，声速不同产生的背景噪声也就不一样，这种背景噪声会影响测量的记录，最终影响到测量精度达不到要求。

3 针对当前问题提出的改革措施

3.1 改变水流气泡的影响

确定什么噪声是可控，什么噪声是不可控的：在检测过程中由声纳、螺旋桨、发动机等引发的自身噪声是可以控制的，自然状态下引起的黄金噪声是不可控制的，可以采取相应的措施例如在换能器上面安装上导流罩，将船体的形状设计承流体型，还可以改变声纳头到船壳的高度，将水流气泡的影响降到最低。

3.2 水下信号问题需要重视，加强信号的连接

信号不强导致成像困难的问题可以选择加强信号强度，定位系统需要不断的改革与创新，到不同的领域都应该适用于该邻域，不会在领域有小状况的情况下就出现信号不强的状况，需要企业投入大量的资金进行科研，还需要专业的科研人员进行研究，根据影响信号强弱的因素作为出发点，不断实践与总结，解决因为水质不同、含盐量不同导致的信号差等问题。

3.3 操作人员素质与素养的提高

在实际操作过程当中，操作人员也是决定多波束测深工作成果优质与否的重要因素，可以说操作人员是起到决定性的作用，因此操作人员是素质过硬以及操作水准过关都是需要重点关心的对象，在实际测量当中，要求操作人员认真考虑到每项参数的改正，需准确并且及时观察测深覆盖图像是否出现问题。精准判断处在问题的可能因素，逐一判断找出关键因素并及时改正。

4 小结与展望

多波束测深技术是目前水下地形检测的主要手段，利用多波束测深技术可以得到较为精确的测深数据，检测范围覆盖率也很强，成像也更加的清晰直观，对比其他的探测技术，可以更为精准的反映出水下地形的地貌特征，这对水下地形检测有着非常重要的意义，多波束测深过程中存在的各种参数误差需要进行改正，这对相关领域的研究来说都是一种新的挑战。