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多波束測深系統(tǒng)簡介

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同時獲得數(shù)十個相鄰窄波束的回聲測深系統(tǒng)。一般由窄波束回聲測深設(shè)備(包括換能器、測量船搖擺的傳感裝置、收發(fā)機等)和回聲處理設(shè)備(包括計算機、數(shù)字磁帶機、數(shù)字打印機、橫向深度剖面顯示器、實時等深線數(shù)字繪圖儀、系統(tǒng)控制鍵盤等)兩大部分組成。主要用于海底地形測量、掃海測量和海上施工區(qū)域的測量。

裝在測量船上的多波束測深系統(tǒng)，每發(fā)射一個聲脈沖，可以獲得船下方的垂直深度，同時獲得與船的航跡相垂直的面內(nèi)的幾十個水深值，從而實時繪出海底地貌圖。通過船上計算機對各種數(shù)據(jù)的處理，可由繪圖儀繪出等深線圖，精準測定航行障礙物的位置、深度。20世紀60年代初開始，先后研制了多種類型的多波束測深系統(tǒng)，工作深度為200--1200米，橫向覆蓋寬度可達深度的三倍以上。

多波束系統(tǒng)的核心介紹

測深系統(tǒng)的換能器基陣，由發(fā)射聲信號的發(fā)射陣和接收海底反射回聲信號的接收陣組成。發(fā)she器發(fā)出一個扇形波束，其面垂直于航跡，一般開角為 60°～150°，航跡方向的開角約為0.5°～5°。接收陣接收海底回波信號，經(jīng)沿時或相移后后相加求和，形成幾十個或者數(shù)百個相鄰的波束。航跡方向的波束開角一般為1°～3°，垂直于航跡的開角為0.5°～3°。組合發(fā)射和接收波束可得到幾十個或幾百個窄的測深波束。換能器基陣可以直接裝在船底或在雙體船上拖曳。為了保證測量精度，必須消除船在航行時縱橫搖擺的影響，一般采用姿態(tài)傳感器進行姿態(tài)修正。

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多波束系統(tǒng)的組成

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典型多波束系統(tǒng)應包括3個子系統(tǒng)：①多波束聲學子系統(tǒng)包括多波束發(fā)射接收換能器陣（聲納探頭）和多波束信號控制處理電子系統(tǒng)；②輔助設(shè)備：提供大地坐標的DGPS差分外星定位系統(tǒng)、用以提供測量船橫搖、縱搖、艏向、升沉等姿態(tài)數(shù)據(jù)的姿態(tài)傳感器、用以提供所測海區(qū)潮位數(shù)據(jù)的驗潮儀、用以提供所測海區(qū)聲速剖面信息的聲速剖面儀等；③數(shù)據(jù)后處理軟件（典型如Hypack）及相關(guān)軟件和數(shù)據(jù)顯示、輸出、儲存設(shè)備)。

多波束系統(tǒng)的優(yōu)點

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多波束測深系統(tǒng)具有測量范圍大、測量速度快、精度和的優(yōu)點,它把測深技術(shù)從點、線擴展到面,并進一步發(fā)展到立體測深和自動成圖，特別適合進行大面積的海底地形探測。這種多波束測深系統(tǒng)使海底探測經(jīng)歷了一個革命性的變化，深刻地改變了海洋學領(lǐng)域的調(diào)查研究方式及成果的質(zhì)量。有些國家自其問世之后,己經(jīng)計劃把所有的重要海區(qū)都重新測量一遍。正因為多波束條帶測深儀與其它測深方法相比具有很多不可比的優(yōu)點，僅僅近20多年時間,世界各國便開發(fā)出了多種型號的多波束測深系列產(chǎn)品20世紀60年代初開始，相繼研制了幾種類型的多波束測深系統(tǒng)，工作深度200～12000米，橫向覆蓋寬度可達深度的 3倍以上。多波束測深系統(tǒng)同綜合定位系統(tǒng)配合，由計算機實時處理標繪等深線圖，是70年代末以來海道測量工作的一個突破。