多波束测深技术在疏浚工程中的应用
多波束测深技术在疏浚工程中的应用
[摘 要] 多波束测量技术作为一种新的水深测量技术已经得到广泛应用。本文主要介绍了多波束系统组成, 外业测量控制要点, 内业数据处理要求等内容。根据实际经验得出在疏浚工程中的应用情况及数据分析, 可以看出其高效、直观特点, 将在疏浚工程中得到广泛应用。
[关键词]多波束测量 疏浚工程 数据处理 数据分析
1、引言
随着声纳技术和计算机技术的发展, 上世纪70年代在水深测量中出现了一种能同时获得多个水深点的多波束测量技术。它能在一个发射脉冲内测得上百个测量数据, 能更精确地表达水下目标的形状及大小, 准确地描述海底地形特征。和传统的单波束测深仪相比, 其具有测量数据量大、分辨率高、精度高和全覆盖的特点, 使水深测量发生了由点到面的巨大变化。
疏浚工程主要是使用各类挖泥船按设计要求对港口航道进行拓宽或浚深, 是改善和维护港口航道通航条件的主要手段, 从而促进水运事业发展。而水深测量作为检验疏浚成果的重要手段, 起着至关重要的作用, 被人们喻为“水深测量是疏浚的眼睛”。
2、多波束系统组成及数据采集
2.1系统组成
多波束测量系统seabat 主要由多波束测深仪、电子罗经、涌浪补偿器、GPS 和采集数据电脑、声速剖面仪等组成。多波束测深仪作为发射和接收脉冲信号, 进行实时数据采集; 外围辅助设备主要进行实时定位、记录测量船实时姿态、显示海底地形及数据处理、存储等功能。多波束测深系统是一个由多个传感器组成的综合系统, 其测量成果质量不仅取决于多波束自身数据质量, 还取决于辅助传感器测量参数的精度。其组成见下图。
2.2系统安装
多波束系统安装通常采用船舷安装或者船底固定安装模式, 其要点是探头必须安装在一个平稳的地方, 远离机械振动和噪音, 探头吃水最好要超过船体1m, 以减少水下气泡的影响。电罗经安装方向要与船艏向平行且位于测量船重心处。安装完成后, 建立船体坐标系, 量取各仪器相对位置关系。一般需要进行吃水校正, 电罗经安装校准,GPS 延时、横摇roll 、纵摇pitch 及船艏向Yaw 的安装误差校准。其各项校准误差顺序也需安装上述步骤进行, 比如横摇roll 在平坦海区进行, 基本不需要考虑纵摇pitch 的影响; 反之, 若先进行纵摇pitch 校准则会产生地形失真, 影响校准结果。各项校准项目应在现场进行, 其校准结果使校准数据基本重合, 校