多波束测深系统国内现状研究

摘 要：阐述国内多波束系统的现状、与国外对比及分析。总体来说国外该系统的研制基本成熟，国内的研制技术有待提高，从而打破国外垄断和限制。

关键词：海深测；多波束测深系统；国内发展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.207

1 引言

不同于单波束测深系统，多波束测深系统可在测量断面内形成十几个至上百个测深点，几百个甚至上千个回向散射强度数据，从而保证了较宽的扫幅和较高的测点密度；另一方面，较窄的波束、先进的检测技术和精密的声线改正方法的采用，也确保了测点船体坐标的归位计算精度，因而多波束测深具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点。因此，多波束测深系统正日益受到海道测量同行的认可，并在实际生产中发挥着越来越重要的作用。多波束测深系统是一种由多传感器组成的复杂系统，系统自身性能、辅助传感器性能和数据处理方法，对于系统的野外数据采集和波束脚印的归位计算起着十分重要的作用。 为此，下面介绍系统国内发展进程、以及优缺点的比较、为未来的发展提供参考。

2 国内的发展历程及现状

二十世纪80年代中期----该多波束测深系统采用传统的模拟波束形成技术，形成25个波束，沿着航迹方向开角为3°，垂直航迹方向开角为2.4°到5°，覆盖宽度120°。这也是我国最早的多波束测深系统尝试，但由于当时技术条件的限制未能投入实际应用。二十世纪90年代初----国家有关部门从国防安全和海洋开发的战略需要出发，委托哈尔滨工程大学主持，海军天津海洋测绘研究所和原中船总721厂参加，联合研制了用于中海型的多波束测深系统，该系统属于用于大陆架和陆坡区测量的中等水深多波束测深系统，它的工作频率45kHz，具有左右舷共48个3°×3°的数字化测深波束，测深范围10到1000米，覆盖范围2到4倍水深（覆盖宽度126.8°）。该型条带测深仪的研制成功，使我国成功跻身世界具有独立开发与研制多波束测深系统的少数国家之列。二十一世纪初---中科院声学研究所重点开展了基于相干原理的侧扫声呐的研究工作，在基于侧扫声呐的地形地貌探测理论和设备研制方面取得了重要进展。 2006年，哈尔滨工程大学成功研制了我国首台便携式高分辨浅水多波束测深系统，测量结果满足IHO国际标准要求，鉴定专家认为其主要技术指标达到现阶段国际同类产品先进水平，具有极大的推广价值。在“十一五”863计划、国家自然科学基金等项目的支持下，哈尔滨工程大学已拥有不同技术指标和特点的HT-300S-W高分辨多波束测深仪、HT-300S-P便携式多波束测深仪、HT-180D-SW超宽覆盖多波束测深仪三个型号。其中HT-300S-W高分辨多波束测深仪：小批量生产阶段；HT-300S-P便携式多波束测深仪：小批量生产阶段；HT-180D-SW超宽覆盖多波束测深仪：样品阶段。在2014年5月由中科院声学所牵头承担的国家“863”计划重点项目“深水多波束测深系统研制”在京通过验收，其系统性能指标基本达到国际第三代水平，打破了挪威、德国等少数国家的垄断和限制。

3 国内外现状比较

从测深技术的发展来看，国外多波束测深技术尽管经历了短短三十年的发展，其研究和应用已达到了较高的水平，特别是近十年，随着电子、计算机、新材料和新工艺的广泛使用，多波束测深技术已经取得了突破性的进展，包括：全海深测量技术的发展、高精度测量技术的发展、集成化与模块化的发展、高分辨率测量技术的发展。

与之相比，国内多波束测深系统与发达国家相比还有很大差距，就精度和稳定性而言，浅水多波束测深系统与国外精度相近，稳定性与国外有一定距离，只能小规模投入生产；中、深水多波束测深系统采集到的信号误差大，精度低，产品处于研制阶段。

4 总结

由此可以总结到国内除了浅水多波束测深系统已经满足现阶段同类国际同类产品先进水平以外、深水多波束测深系统还有待打破外国的垄断和限制。深水多波束测深系统具有鲜明的军民两用特征，该技术对潜艇水下作战有重大价值，具有重要的军事意义，虽然国内在一定程度上可以达到与国外水平相近的多波束测深系统的研制水平，但远不到国内普及的地步，国内绝大部分民用多波束还是引进国外的产品。

所以说，国内多波束测深系统的发展方向应该以国内推广打破国外垄断为目标，研制出更加成熟、稳定的产品。

参考文献：

[1]黄谟涛，翟国君，管铮等.多波束测深技术研究进展与展望[J]. 海洋测绘，2001（03）：2-7.

[2]刘经南，陈俊勇等.广域差分GPS原理和方法[M].北京：测绘出版社，1999.

[3]朱庆，李德仁.多波束测深数据的误差分析与处理[J].武汉测绘科技大学学报，1998，23（01）：43-46.

[4]黄谟涛，翟国君，王瑞等.海洋测量异常数据的检测[J].测绘学报，1999，28（03）：269-277.

[5]丁继盛，张卫红.声速断面对多波束测深误差的影响[J].海洋测绘，1998（03）：15-19.

[6]赵建虎.多波束深度及图像数据处理方法研究（博士论文）[D]. 武汉：武汉大学，2002.

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