港口掃海測(cè)量中多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量研究

張?bào)w強(qiáng)

（上海東海海洋工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200137）

0 引言

在港口建設(shè)中，掃海是海道測(cè)量體系下的重要環(huán)節(jié)，其主要目的是采集水下深度、水下地形和水下障礙物等信息，為疏浚清障、航道規(guī)劃等后續(xù)工作獲取依據(jù)，為港口船舶航行和安全順利?？刻峁┍ＷC。為了提高港口建設(shè)水平，充分發(fā)揮掃海測(cè)量的價(jià)值，須對(duì)多波束測(cè)深系統(tǒng)進(jìn)行研究。

1 港口掃海測(cè)量中多波束測(cè)深系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理

1.1 多波束測(cè)深系統(tǒng)組成

多波束測(cè)深系統(tǒng)是港口掃海測(cè)量工作中的重要工具，其在技術(shù)運(yùn)用結(jié)構(gòu)組成上具備很強(qiáng)的綜合性和復(fù)雜性，可細(xì)化分為多種子系統(tǒng)與功能單元。通常情況下，一個(gè)完整的多波束測(cè)深系統(tǒng)應(yīng)包括以下4個(gè)部分：1）聲學(xué)換能器單元。該單元主要負(fù)責(zé)聲吶波束的發(fā)射與接收；2）數(shù)據(jù)采集單元。該單元主要負(fù)責(zé)聲波信號(hào)的輸出、輸入與轉(zhuǎn)換，并對(duì)聲波信號(hào)和數(shù)字信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，如運(yùn)算信號(hào)探測(cè)距離、記錄信號(hào)收發(fā)時(shí)間等；3）功能輔助單元。該單元主要以多波束測(cè)深系統(tǒng)及港口掃海測(cè)量船的實(shí)際需求作為功能導(dǎo)向，搭載多種先進(jìn)、專業(yè)的輔助儀器和輔助設(shè)備，例如電羅經(jīng)、定位器、姿態(tài)傳感器、聲速測(cè)量?jī)x、航向測(cè)量?jī)x和圖像顯示器等[1]。4）數(shù)據(jù)后處理單元。該單元主要負(fù)責(zé)定位數(shù)據(jù)、聲速剖面數(shù)據(jù)、潮位數(shù)據(jù)、船姿數(shù)據(jù)和干擾信號(hào)等數(shù)據(jù)信息的處理，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)水下地形圖和海底地形數(shù)字模型等平面圖像和立體圖像的繪制與輸出，一般由后處理工作站和后處理軟件組成。

1.2 多波束掃海測(cè)量原理概述

多波束測(cè)深系統(tǒng)發(fā)源于單波束測(cè)深系統(tǒng)，能一次給出與航線相垂直的平面內(nèi)的幾十個(gè)甚至上百個(gè)深度。它能夠精確快速地測(cè)定沿航線一定寬度內(nèi)水下目標(biāo)的大小、形狀、最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，描繪水下地形的精細(xì)特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)海底地形的面測(cè)量?；诙嗖ㄊ鴾y(cè)深系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與功能豐富性，其在港口掃海測(cè)量中運(yùn)用的工作原理較為復(fù)雜，主要包括以下4個(gè)部分：1）聲學(xué)原理。在聲學(xué)領(lǐng)域，多波束測(cè)深系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)的原理包括相長(zhǎng)干涉原理、相消干涉原理、波束形成原理和波束收發(fā)原理等。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，聲學(xué)單元中的換能器會(huì)根據(jù)程序預(yù)設(shè)方向發(fā)射多條聲吶波束，波束方向的分布結(jié)構(gòu)為扇形（圖1）。在這之后，聲波進(jìn)入水中持續(xù)傳播，當(dāng)觸及海底或障礙物時(shí)反射或散射作用會(huì)形成回波。搭載在換能器上的多陣列接收裝置會(huì)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行接收，為信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和海圖繪制等后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)；2）定位原理。為了保證運(yùn)用質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的功能，多波束測(cè)深系統(tǒng)在實(shí)際工作中不僅要測(cè)量水下深度，還需要確定海底表面的障礙點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)和最深點(diǎn)等特殊點(diǎn)位，需要專業(yè)的定位原理作為運(yùn)行基礎(chǔ)，目前的系統(tǒng)定位功能主要靠GPS定位器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)搭載多波束測(cè)深系統(tǒng)的掃海測(cè)量船處于航行狀態(tài)時(shí)，GPS定位器會(huì)與部署于太空的GPS衛(wèi)星建立動(dòng)態(tài)信號(hào)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)船只位置、測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和航行軌跡等信息的采集與記錄。在這個(gè)基礎(chǔ)上，航向測(cè)量?jī)x和電羅經(jīng)等輔助工具也能夠在船只、系統(tǒng)和測(cè)點(diǎn)的空間歸位上發(fā)揮作用，進(jìn)一步提高定位信息的精確性；3）姿態(tài)修正原理。海洋工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，掃海測(cè)量船在航行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)轱L(fēng)浪影響發(fā)生顛簸，即出現(xiàn)瞬時(shí)性的橫搖、縱搖和扭轉(zhuǎn)等姿態(tài)改變。所以為了避免多波束測(cè)深系統(tǒng)的運(yùn)用質(zhì)量受到影響，須利用姿態(tài)傳感器識(shí)別和記錄掃海測(cè)量船的實(shí)際運(yùn)行姿態(tài)。通過(guò)后期處理船只的瞬時(shí)姿態(tài)信息與理想姿態(tài)信息，可以評(píng)估和調(diào)整測(cè)深數(shù)據(jù)，將測(cè)量誤差控制在較小范圍內(nèi)；4）聲速變化原理。多波束測(cè)深系統(tǒng)在港口掃海測(cè)量中的運(yùn)用以聲波信號(hào)為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)。一旦聲波在水下環(huán)境受到外部干擾，相應(yīng)的測(cè)深結(jié)果會(huì)產(chǎn)生誤差。這一問(wèn)題需要借助聲速變化原理來(lái)解決。在實(shí)際工作中，多波束測(cè)深系統(tǒng)中的聲速測(cè)量?jī)x會(huì)測(cè)量采集水下環(huán)境的層狀聲速，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元再依據(jù)特定聲速改正規(guī)律對(duì)傳回的聲波信號(hào)進(jìn)行修整處理，即可避免水體聲速對(duì)測(cè)深結(jié)果的干擾影響[2]。

圖1 多波束掃海測(cè)量示意圖

2 港口掃海測(cè)量中多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量的主要阻礙問(wèn)題

在港口掃海測(cè)量中，多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)的主要原因?yàn)樘綔y(cè)數(shù)據(jù)存在誤差。經(jīng)過(guò)分析，探測(cè)誤差可以分為3種類型，即系統(tǒng)誤差、粗差以及隨機(jī)誤差。其中，系統(tǒng)誤差即存在固定發(fā)生規(guī)律的誤差，這類誤差有較高的可重復(fù)性，易于排查、解決和預(yù)控。粗差即異常情況過(guò)于明顯和偏差程度過(guò)大的誤差，這類誤差的發(fā)生概率較小且多與外部環(huán)境因素有關(guān)。隨機(jī)誤差即偏差程度和偏差方向均無(wú)法確定的誤差，這類誤差可以在多波束測(cè)深系統(tǒng)的多次復(fù)測(cè)中逐漸趨近于0，表現(xiàn)了一定的抵償屬性。上述誤差可具體分為以下7類：1）與聲信號(hào)傳播路徑有關(guān)的聲速誤差。由于聲波在海水中傳播的速度與海水溫度、鹽度和壓力密切相關(guān)，溫度和鹽度隨港區(qū)、水深和時(shí)間等變化而變化，因此，聲速剖面儀測(cè)定的聲速與實(shí)際聲速總存在誤差；2）測(cè)深與定位儀器自身的系統(tǒng)誤差。每個(gè)測(cè)深儀和定位儀均有誤差，一般通過(guò)正規(guī)檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)深與定位儀器的檢定和校準(zhǔn)；3）潮汐測(cè)量誤差。例如驗(yàn)潮站布設(shè)的密度不足、距離驗(yàn)潮站較遠(yuǎn)等；4）船只航向誤差。當(dāng)采用GPS導(dǎo)航時(shí)天線未架設(shè)在凈空條件好的地方，從而產(chǎn)生多路徑效應(yīng)影響航向；5）多波束各個(gè)設(shè)備相對(duì)位置關(guān)系測(cè)量誤差；6）船只運(yùn)動(dòng)傳感器的精度引起的誤差。例如縱橫搖的精度和動(dòng)態(tài)吃水誤差等；7）數(shù)據(jù)處理誤差。多波束數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)不同，水深處理結(jié)果一般不同。

掃海中船只航行的方位結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于多波束掃海的船只航行示意圖

3 港口掃海測(cè)量中多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量問(wèn)題的解決策略

3.1 實(shí)現(xiàn)內(nèi)業(yè)與外業(yè)工作流程的合理規(guī)劃

3.1.1 外業(yè)流程

測(cè)線布設(shè)：測(cè)線分為主測(cè)線和檢測(cè)線，主測(cè)線方向應(yīng)平行等深線的總方向，對(duì)于狹窄航道來(lái)說(shuō)，測(cè)深線方向可以與等深線成45°角，當(dāng)布設(shè)測(cè)線時(shí)，測(cè)深線間隔應(yīng)保證多波束全覆蓋且不小于10%的重疊。檢測(cè)線的方向應(yīng)盡量與主測(cè)線垂直并均勻布設(shè)，檢查線的長(zhǎng)度一般不小于主測(cè)深線總長(zhǎng)的2%。

測(cè)量船坐標(biāo)系統(tǒng)的建立：先確定測(cè)量船參考原點(diǎn)，一般為當(dāng)初次安裝時(shí)換能器安裝桿與水線的交點(diǎn)。量取運(yùn)動(dòng)傳感器、換能器和GPS天線在船體坐標(biāo)系中的位置參數(shù)。

多波束校準(zhǔn)：按照多波束系統(tǒng)校正要求，將有一定水深且變化明顯的水域作為校正場(chǎng)來(lái)進(jìn)行4對(duì)測(cè)線的測(cè)量，分別用于Latency、Roll、 Pitch和Yaw的校正。校準(zhǔn)場(chǎng)地、校準(zhǔn)測(cè)線和船速要求見表1。

表1 校準(zhǔn)場(chǎng)地、測(cè)線布設(shè)及船速要求

外業(yè)數(shù)據(jù)采集：按計(jì)劃測(cè)線進(jìn)行水深測(cè)量，采集水深、定位和姿態(tài)數(shù)據(jù)，采集聲速數(shù)據(jù)，同步觀測(cè)潮位。

3.1.2 內(nèi)業(yè)流程

在多波束采集數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)校正、潮位校正和聲速改正的后處理過(guò)程中，按照系統(tǒng)規(guī)定的格式將系統(tǒng)校正參數(shù)文件、聲速剖面文件、吃水記錄及潮位數(shù)據(jù)輸入即可，軟件系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)水深數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差剔除并改正上述資料。多波束數(shù)據(jù)處理流程如圖3所示：1）吃水改正。換能器與水面的關(guān)系直接輸入在QINSy現(xiàn)場(chǎng)采集軟件中，在內(nèi)業(yè)處理過(guò)程中不需要進(jìn)行吃水改正；2）潮位改正。依據(jù)實(shí)測(cè)潮位數(shù)據(jù)并用相關(guān)關(guān)系法訂正非觀測(cè)期間的預(yù)報(bào)潮位，再用預(yù)報(bào)潮位對(duì)多波束數(shù)據(jù)進(jìn)行潮位改正；3）噪聲編輯。參照“投影法”和“擬合法”，借助專業(yè)多波束后處理軟件進(jìn)行半自動(dòng)測(cè)深數(shù)據(jù)的噪聲編輯；4）精細(xì)處理。人工進(jìn)行多波束數(shù)據(jù)的精細(xì)后處理，例如導(dǎo)航跳點(diǎn)數(shù)據(jù)剔除和假地形校正等；5）測(cè)區(qū)拼接。將數(shù)據(jù)分別進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)、吃水和潮位校正后，統(tǒng)一在CARIS軟件自動(dòng)生成全測(cè)區(qū)等深線，檢測(cè)相鄰測(cè)區(qū)的等值線拼接情況；6）數(shù)據(jù)檢查。利用改正后的水深數(shù)據(jù)，采用十字交叉水深精度評(píng)估法進(jìn)行評(píng)估（不合格返工）；采用等深線圖示法及三維顯示法修正圖件中存在的殘留異常值，最后輸出成果。

圖3 CARIS HIPS軟件進(jìn)行多波束數(shù)據(jù)處理的流程

3.2 做好測(cè)深數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作

當(dāng)在港口掃海測(cè)量中運(yùn)用多波束測(cè)深系統(tǒng)時(shí)，做好測(cè)深數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作十分關(guān)鍵。如果數(shù)據(jù)預(yù)處理不到位，將在基礎(chǔ)層面形成測(cè)量精度下降的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。數(shù)據(jù)預(yù)處理方面的優(yōu)化把控要點(diǎn)如下。

首先，需要明確數(shù)據(jù)預(yù)處理的技術(shù)流程與運(yùn)作邏輯：1）讀取已采集的掃海數(shù)據(jù)并將繁雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式；2）剔除定位信息中干擾、失真的部分并進(jìn)行平滑處理，在這之后，原本分散的定位點(diǎn)會(huì)呈現(xiàn)出線性結(jié)構(gòu)，可以反映出搭載多波束測(cè)深系統(tǒng)的測(cè)量船的運(yùn)行軌跡。在該基礎(chǔ)上，按照同種邏輯預(yù)處理聲速剖面數(shù)據(jù)、潮位數(shù)據(jù)、深度數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息，避免噪點(diǎn)、假信號(hào)和異常值出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中；3）在數(shù)據(jù)處理全面完成后，將已處理的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并轉(zhuǎn)換，生成整合性的測(cè)深文件[4]。

其后，需要再處理經(jīng)過(guò)初步預(yù)處理獲得的測(cè)深文件，將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為港口工作區(qū)的海底地形模型。在這一環(huán)節(jié)中，應(yīng)合理運(yùn)用DTM技術(shù)，依托大量級(jí)、高密度的探測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)真實(shí)的水下地形并準(zhǔn)確反映水深信息。在該基礎(chǔ)上網(wǎng)格化處理模型信息并按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)輸出成果圖，實(shí)現(xiàn)多波束測(cè)深系統(tǒng)所獲數(shù)據(jù)的可視化和圖像化轉(zhuǎn)換，滿足港口建設(shè)和海圖加工等實(shí)用性需求。

最后，為了進(jìn)一步提高多波束測(cè)深系統(tǒng)的運(yùn)用質(zhì)量，賦予測(cè)深數(shù)據(jù)更好的可用性與功能性，須對(duì)輸出的成果圖實(shí)施“精加工”。第一，基于預(yù)處理工作粗放化的工作特點(diǎn)，成果圖的實(shí)際輸出效果往往處于較低水平，一定量的噪聲影響導(dǎo)致成圖畫面相對(duì)模糊和混雜。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)有效的降噪手段來(lái)提升圖像畫質(zhì)，保證成果圖的可看性和可用性處于較高水平；第二，多波束測(cè)深系統(tǒng)乃至掃海測(cè)量的最主要任務(wù)是掌握海道深度，實(shí)現(xiàn)水下地形地勢(shì)、障礙物的感知與識(shí)別。當(dāng)處理成果圖時(shí)，應(yīng)突出展示圖像中的關(guān)鍵信息和重要數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員識(shí)圖和用圖提供便利；第三，對(duì)圖中特殊的目標(biāo)物和水深點(diǎn)應(yīng)盡量保證信息展示的完整性，例如水下目標(biāo)物的尺寸、方位和輪廓等。這樣可以更快地提高成果圖的價(jià)值和多波束測(cè)深系統(tǒng)的運(yùn)用質(zhì)量。

3.3 運(yùn)用有效測(cè)量粗差剔除手段

當(dāng)多波束測(cè)深系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，主要利用聲波信號(hào)進(jìn)行水下測(cè)量來(lái)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)精度會(huì)受到水流和波浪等海洋環(huán)境因素影響產(chǎn)生粗大誤差。多波束測(cè)深系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制相對(duì)復(fù)雜，操作平臺(tái)涉及多種干擾，一旦系統(tǒng)本身出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致粗大誤差出現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)港口掃海測(cè)量中多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量的優(yōu)化把控，須運(yùn)用有效手段充分剔除粗差。目前經(jīng)常使用趨勢(shì)面濾波的手段剔除測(cè)量粗差。

從技術(shù)原理的角度來(lái)說(shuō)，趨勢(shì)面濾波主要以多元回歸理論為基礎(chǔ)，通過(guò)運(yùn)算得出一個(gè)數(shù)學(xué)曲面來(lái)模擬和反映掃海信息的空間分布和趨勢(shì)變化，即在趨勢(shì)面濾波的應(yīng)用背景下，可將多波束測(cè)深系統(tǒng)探測(cè)到的水深和地形等數(shù)據(jù)擬合為趨勢(shì)函數(shù)，并由此提取函數(shù)曲面中的誤差點(diǎn)和異常點(diǎn)，達(dá)到排查和剔除粗差的目的。

當(dāng)實(shí)踐時(shí)需要確定多波束測(cè)深系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的波束腳印坐標(biāo)及測(cè)量深度，將其記為（x，y）和z。在該基礎(chǔ)上建立函數(shù)公式z=f（x，y），實(shí)現(xiàn)地形數(shù)據(jù)的擬合處理即可根據(jù)3A原則確認(rèn)粗大誤差點(diǎn)的具體坐標(biāo)。為了完善運(yùn)算邏輯，可將函數(shù)z=f（x，y）轉(zhuǎn)換為z=a0+a1x+a2y+a3xy+a4x2+a5y2這一表現(xiàn)形式。其中，a1～a5為多項(xiàng)式系數(shù)，f為需求參數(shù)，x、y、z為測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)與深度參數(shù)。設(shè)X=[a1，a2，a3，a4，a5]，數(shù)據(jù)模型與觀測(cè)深度的系數(shù)矩陣分別為B、Z，則Z=BX。這時(shí)，運(yùn)用最小二乘法可以推導(dǎo)該模型函數(shù)的相關(guān)系數(shù)，即X=（BTB）TBTZ。由此生成測(cè)點(diǎn)趨勢(shì)面并確定粗大誤差的判別原則，如公式（1）所示。

在式（1）的判定原則中，各項(xiàng)數(shù)值均以特點(diǎn)測(cè)點(diǎn)i為對(duì)象，a為該測(cè)點(diǎn)深度的均方差。結(jié)合既往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這種粗大誤差的識(shí)別與剔除方法操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，能在平坦海道環(huán)境下表現(xiàn)出可觀的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與識(shí)別精度。但需要注意的是如果多波束測(cè)深系統(tǒng)工作的港口掃海區(qū)域環(huán)境較為復(fù)雜，海道地形變化過(guò)多，會(huì)對(duì)濾波效果和趨勢(shì)面濾波法的粗差處理質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

趨勢(shì)面濾波的粗差剔除效果如圖4所示。

圖4 趨勢(shì)面濾波的粗差剔除效果（上圖為粗差剔除前，下圖為初差剔除后）

3.4 修正探測(cè)誤差

在多波束測(cè)深系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，探測(cè)誤差表現(xiàn)出多來(lái)源和多表現(xiàn)的特點(diǎn)。例如當(dāng)系統(tǒng)中各個(gè)單元的設(shè)備裝置存在安裝誤差時(shí)，單元乃至系統(tǒng)整體的良性運(yùn)行狀態(tài)會(huì)被打破，進(jìn)而容易產(chǎn)生探測(cè)誤差。例如即使多波束測(cè)深系統(tǒng)及掃海測(cè)量船本身不存在異常，波浪、水流和水下聲速等環(huán)境因素也會(huì)對(duì)聲波信號(hào)的傳輸過(guò)程產(chǎn)生干擾，形成相應(yīng)的探測(cè)誤差風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量的優(yōu)化把控，需要針對(duì)性地識(shí)別和修正各類探測(cè)誤差。

例如作為聲波信號(hào)的主要收發(fā)裝置，換能器的安裝必須做到精準(zhǔn)和可靠。在這個(gè)基礎(chǔ)上，如果換能器初始安裝存在偏差或在掃海測(cè)量船瞬時(shí)船姿變化的影響下發(fā)生器面偏移，便會(huì)嚴(yán)重破壞聲波信號(hào)的收發(fā)狀態(tài)，進(jìn)而形成探測(cè)誤差，需要通過(guò)分析換能器安裝位置改變的原因來(lái)對(duì)探測(cè)誤差進(jìn)行修正。如果換能器位移由船體橫搖或縱搖導(dǎo)致，則需要通過(guò)試驗(yàn)方式獲取換能器在掃海測(cè)量船不同姿態(tài)下的橫向和縱向安裝角度偏差值，之后在多波束測(cè)深系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程中將相應(yīng)的角度偏差值加入運(yùn)算環(huán)節(jié)，即可修正測(cè)點(diǎn)地理坐標(biāo)，提高圖像模型與海底表面實(shí)際情況的匹配性。

如果水下聲速剖面信息存在異常，會(huì)增大實(shí)際水體聲速對(duì)多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量的影響，導(dǎo)致當(dāng)測(cè)深結(jié)果反映海底表面狀態(tài)時(shí)存在誤差。結(jié)合行業(yè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這種誤差往往表現(xiàn)為像“笑臉”或“苦臉”的特殊PING斷面。當(dāng)進(jìn)行這類誤差的修正處理時(shí)，可采取如下手段。首先，以初始的聲速剖面為基礎(chǔ)調(diào)整表層剖面，重新進(jìn)行水體聲線的跟蹤。其后，重新繪制水下PING斷面的地形結(jié)構(gòu)。這時(shí)，由于兩次探測(cè)的時(shí)間不同，水體的聲速結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，具象表現(xiàn)在PING斷面形態(tài)的變化上。最后，對(duì)比重新獲得的地形信息與原地形信息，如果與特殊PING斷面相鄰的區(qū)域相重合，則可以進(jìn)行誤差部分的替換修正。反之，則需要再次進(jìn)行完善性探測(cè)直至獲得一致性最高的PING斷面地形信息。

4 結(jié)論

綜上所述，多波束測(cè)深系統(tǒng)在港口掃海測(cè)量中有重要的信息采集與航行保證作用，其運(yùn)用質(zhì)量的優(yōu)劣與港口建設(shè)水平密切相關(guān)，保證多波速測(cè)深系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與測(cè)量精確性十分重要。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，多波束測(cè)深系統(tǒng)的運(yùn)用質(zhì)量會(huì)受到多種因素影響，例如安裝結(jié)構(gòu)、船體姿態(tài)、水體聲速、風(fēng)浪水流和人為操作等。如果想充分發(fā)揮多波束測(cè)深系統(tǒng)的功能價(jià)值，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的精確性，須做好專業(yè)技術(shù)手段的合理運(yùn)用，科學(xué)實(shí)施探測(cè)誤差的控制與修正。