多波束水深測(cè)量數(shù)據(jù)處理及思考(參考)(文件)
【正文】 ，分別為δαd、δβd及δAe（船航向與A均值之差），如圖8所示，與綜合偏差相類似，但處理方式有所不同。y39。a，y39。y39。因此，需要進(jìn)行以下處理， （32）其中，d為深度基準(zhǔn)面下水深，za為聲線歸算后水深，h1為船舶吃水(包括靜態(tài)吃水和動(dòng)態(tài)吃水)，h為潮位改正，hv為涌浪改正。a）根據(jù)設(shè)備安裝文件，對(duì)涌浪觀測(cè)值進(jìn)行α、β及A的系統(tǒng)偏差改正，取xb = Xhv，yb = Yhv，zb = Zhv，α = δαd，β = δβd，ε = δAe，其中，（Xhv，Yhv）為涌浪濾波器在測(cè)量船坐標(biāo)系中坐標(biāo)（相對(duì)于多波束探頭坐標(biāo)系(XcYcZc)原點(diǎn)），h39。圖97y39。δβd = 1186。 = ；若取δαd = 0186。 = ，y39。A = 1186。Xhv = 0m，Yhv = 10m，h39。其余不變，得hv = ，Δhv = 。8 多波束系統(tǒng)誤差來(lái)源多波束系統(tǒng)需由多傳感器協(xié)同進(jìn)行水深測(cè)量，觀測(cè)值多，誤差來(lái)源也多，從參數(shù)測(cè)定的準(zhǔn)確性，到工作環(huán)境的優(yōu)劣，都會(huì)影響水深成果的質(zhì)量。這些誤差屬偶然誤差，按誤差傳播律，最終反映在水深誤差和點(diǎn)位誤差中。2偏差測(cè)定誤差多波束系統(tǒng)的偏差測(cè)定主要包括姿態(tài)傳感器、羅經(jīng)偏差的靜態(tài)測(cè)定和多波束探頭綜合偏差的動(dòng)態(tài)測(cè)定。3起伏變化和搖擺變化的影響多波束水深測(cè)量每Ping需接收很多波束，從接收第一個(gè)回波到最后一個(gè)回波，有一個(gè)時(shí)間差，在這一接收時(shí)段內(nèi)，起伏和搖擺都會(huì)發(fā)生變化，可能影響水深及其點(diǎn)位歸算的準(zhǔn)確性。搖擺變化不僅對(duì)水深產(chǎn)生影響，也對(duì)起伏的傾斜改正產(chǎn)生影響。水深觀測(cè)值的粗差主要通過(guò)相鄰波束和相鄰Ping的水深變化情況加以判別；姿態(tài)觀測(cè)值的粗差則要通過(guò)觀測(cè)值過(guò)程線變化來(lái)判斷。6波束單元入射角觀測(cè)誤差單波束水深測(cè)量是以波束腳印中，最快回波作為該波束的水深觀測(cè)值。除了上述外，觀測(cè)值的時(shí)間同步問(wèn)題、測(cè)量船的振動(dòng)等都會(huì)影響水深的質(zhì)量。參考文獻(xiàn)[1] 李家標(biāo)等著《多波束勘測(cè)原理技術(shù)與方法》 1999年 海洋出版社[2] 任茂東《船用陀螺羅經(jīng)》 1993年 大連海事學(xué)院出版社 18 。應(yīng)當(dāng)知道，多波束測(cè)深系統(tǒng)并沒(méi)有想象的那么完美，本文前言中提的問(wèn)題只是例證之一，此問(wèn)題有兩種可能，一是系統(tǒng)未測(cè)到目標(biāo)，這是系統(tǒng)探測(cè)能力的缺陷，需要從硬件方面改進(jìn)；二是系統(tǒng)測(cè)到了目標(biāo)，但數(shù)據(jù)處理不恰當(dāng)，如，水深值假信號(hào)的過(guò)濾不恰當(dāng)，水深歸算系統(tǒng)偏差改正不到位等，這需要對(duì)數(shù)采軟件或后處理軟件進(jìn)行改進(jìn)，并且，數(shù)據(jù)處理軟件應(yīng)具備質(zhì)量檢查及水深恢復(fù)功能。因此，多波束水深測(cè)量應(yīng)當(dāng)能測(cè)定波束腳印內(nèi)的最淺點(diǎn)，確定其聲線和的波束單元入射角。5計(jì)算誤差主要是近似方法使用不得當(dāng)，如，聲線計(jì)算時(shí)，入射角和旅行時(shí)間步長(zhǎng)過(guò)大，可能帶入較大的計(jì)算誤差，可以通過(guò)改進(jìn)計(jì)算方法加以解決。8周期5秒的正弦曲線，則在80毫秒的接收時(shí)段內(nèi)，起伏最大變化近5厘米；假定橫搖變化為振幅10176。顯然，靜態(tài)測(cè)定的精度較高，能以設(shè)備的標(biāo)稱精度來(lái)衡量，但如若不進(jìn)行此項(xiàng)改正，在一定條件下，也會(huì)造成水深誤差；綜合偏差是用波束進(jìn)行目標(biāo)測(cè)定，而每個(gè)波束都具有相當(dāng)大的波束角，就好比經(jīng)緯儀測(cè)角時(shí)，不是用十字絲照準(zhǔn)目標(biāo)，而是用手電筒光柱去照準(zhǔn)目標(biāo)，每次觀測(cè)的精度很低，因此，必須通過(guò)大量的觀測(cè)才可能達(dá)到所需精度。因此，系統(tǒng)應(yīng)在各設(shè)備的限差范圍內(nèi)工作，才能保證質(zhì)量。8y39。δβd = 0186。δβd = 1186。2. α、β及A系統(tǒng)偏差對(duì)hv的影響估算設(shè)αd = 10186。δAe = 0186。Xps = 0m，Yps = 10m，Zps = 10m，得x39。βd = 5186。綜合偏差改正全面消除了各設(shè)備安裝偏差對(duì)水深點(diǎn)歸位的影響；α、β及A的系統(tǒng)偏差改正消除了這些偏差對(duì)定位儀點(diǎn)位歸算和涌浪改正值的影響。由（3）、（4）和（5）式得（xa，ya，za）；b） 再進(jìn)行傾斜轉(zhuǎn)換，取xb = xa，yb = ya，zb = za，α = αd，β = βd，其中（xa，ya，za）為上段計(jì)算所得，αd、βd為橫搖和縱搖觀測(cè)值。這種不同，不僅引起了船舶的傾斜，同時(shí)也使得在船的不同位置有不同的涌浪值，因此，需要對(duì)涌浪觀測(cè)值進(jìn)行傾斜改正。7a），利用下式對(duì)其轉(zhuǎn)換， （30）其中， （31）A為真航向觀測(cè)值，γ為高斯坐標(biāo)收斂角，ε39。71定位儀點(diǎn)位歸算1. 根據(jù)設(shè)備安裝文件，對(duì)定位儀點(diǎn)位進(jìn)行α、β及A的系統(tǒng)偏差改正，取xb = Xps，yb = Yps，zb = Zps，α = δαd，β = δβd，ε = δAe，其中，（Xps，Yps，Zps）為定位儀在測(cè)量船坐標(biāo)系中坐標(biāo)（相對(duì)于多波束探
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