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多波束系統的核心介紹

測深系統的換能器基陣，由發射聲信號的發射陣和接收海底反射回聲信號的接收陣組成。發she器發出一個扇形波束，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，經沿時或相移后后相加求和，形成幾十個或者數百個相鄰的波束。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，一般采用姿態傳感器進行姿態修正。

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多波束系統的數據處理

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由于多波束的測量成果需要在地理框架下表達，因此波束在海底投射點的位置計算便成為多波束數據處理的一個關鍵問題。波束在海底投射點位置計算需要船位、潮位、船姿、聲速剖面、波束到達角和往返時間等參數。

計算過程包括：

①姿態改正。橫搖直接影響波束到達角，對于補償性多波束系統，船體的橫搖在波束接收時已經得到改正；對于無補償性系統，通過擴大扇面角來實現回波的接收。縱搖大小到一定的程度時，海底投射點深度和平面位置的計算也必須考慮其影響。

②根據波束到達角、往返時間和聲速剖面，計算波束投射點在船體坐標系下的平面位置和水深。

③根據航向、船位和姿態參數確定船體坐標系和地理坐標系之間的轉換關系，并將船體坐標系下的波束投射點坐標轉化為地理坐標。

④根據船體坐標系原點與深度基準面之間的關系，將船體坐標系下的水深轉化為海圖深度。

多波束系統的應用展望

多波束系統不同于單波束測深系統，它實現了從“點”“線”水下地形測量到條帶式、全覆蓋、“面”測量的變革，保證了較寬的掃幅和較高的測點密度，因而多波束測深具有全覆蓋、、高密度和率的特點。多波束探測系統已經廣泛應用于海洋礦產、考古調查研究、事故調查和勘探等多個領域。

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多波束系統的組成

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一個完整的多波束測深系統由三個部分組成。部分是多波束主系統，主要包括換能器陣列，收發機和處理單元等；第二部分為輔助系統，包括定位系統、姿態傳感器（橫搖、縱搖、升沉、艏向）和聲速剖面儀；第三部分是后處理系統，包括數據采集系統和數據處理計算機，數據存貯設備和繪圖儀等。