多波束测深系统校验技术研究.docx

多波束测深系统校验技术研究
摘要
多波束测深系统是目前水下测量领域中广泛应用的技术之一。该系统具有精度高、测量范围广、效率高等优点，但在使用过程中，由于多种原因导致系统测量数据的误差会逐渐积累，因此需要进行校验。本文将深入探究多波束测深系统的校验技术，包括系统内部的校验方法和系统外部的校验方法，并对其进行详细论述。
关键词：多波束测深系统；校验技术；系统内部校验；系统外部校验
Abstract
Multi-beamsonardepthsoundersarewidelyusedinunderwatermeasurementfield.Thesystemhastheadvantagesofhighaccuracy,widemeasurementrangeandhighefficiency.However,duringtheuseofthesystem,errorsinthemeasureddatawillgraduallyaccumulateduetovariousreasons,soitisnecessarytocalibratethesystem.Thispaperwilldelveintothecalibrationtechnologyofmulti-beamsonardepthsounders,includinginternalcalibrationmethodsandexternalcalibrationmethods,andgivedetailedexplanations.
Keywords:multi-beamsonardepthsounders;calibrationtechnology;internalcalibration;externalcalibration
正文
1.研究背景
随着船舶、海洋工程、水下探测等领域的不断发展，越来越多的应用需要对水下深度进行测量。传统的单波束测深系统在测量范围和精度方面存在不足，而多波束测深系统可以克服这些缺陷，是业内广泛应用的技术之一。但是，多波束测深系统在使用过程中仍然存在精度偏差的问题，这一点在应用场景中要求较高的情况下尤为明显。
因此，为了保证多波束测深系统的测量精度，需要进行校验。多波束测深系统的校验技术包括系统内部的校验方法和系统外部的校验方法。系统内部的校验主要是针对系统内部硬件、软件等方面进行的，而系统外部的校验则是与其它测量设备、参考标准等进行对比来实现的。了解多波束测深系统的校验技术对于提高系统的测量精度和准确性具有重要意义。
2.系统内部校验方法
2.1静态校验法
静态校验法是一种比较简单的多波束测深系统校验方法，它是通过选择隐藏浅水区域进行测量，直接观察水深和离散点的分布情况，确定是否存在系统误差。该方法适用于系统初次安装或是换用了新的探头等情形下，可以通过此方法初步判断系统输出的水深是否准确。静态校验法存在的主要问题是易受外部环境影响，特别是海浪、水流等因素。
2.2动态校验法
动态校验法是通过船舶运动对系统进行校验的一种方法。该方法主要通过比对系统测出的水深与车速、车体前进距离、横向姿态角等系列数据的关系，来确定系统误差。它可以有效消除环境影响的干扰，在准确地掌握系统系统动态特性方面有优势，但需要保证船舶运动平稳，航迹规划合理等。
3.系统外部校验方法
3.1比对标准测量法
比对标准测量法是将多波束测深系统的输出结果与实际标准参考测量结果进行比对，以检验其测量精度的方法。标准测量方式可以采用单波束测深、总线潮位计等设备与系统同时测量目标区域的水深进行比对。比对标准测量法对于提高系统的概率精度、减小系统误差有显著的作用，但需要保证标准测量设备的精度。
3.2全息反射镜校验法
全息反射镜是一种具有特殊光学性能的物品，可以为多波束测深系统提供高精度的参考目标。全息反射镜校验法可以通过在水下预先安装全息反射镜，让系统以全息反射镜为目标进行测量，比对系统测出的水深与实际全息反射镜目标的深度差值，来确定系统误差。该方法是一种精度较高、实验安装简易的校验方式，但需要提前安装全息反射镜设备。
3.3GPS差分定位法
差分GPS定位系统是一种高精度的定位系统，在实际应用中可以为多波束测深系统提供较为准确的参考位置信息。利用差分GPS定位法可以求出多波束测深器船舶或探头的位置信息，与多波束系统输出的深度数据进行比对，实现测量数据的校验。该方法具有高精度、便捷、实时性等优点，在实际应用中得到了广泛应用。
4.结论
本文阐述了多波束测深系统的校验技术，包括系统内部校验方法和系统外部校验方法。系统内部校验方法有静态校验法、动态校验法等，主要是针对系统硬件和软件进行校验；系统外部校验方法有比对标准测量法、全息反射镜校验法、GPS差分定位法等，主要是通过与其它测量设备、参考标准