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文档简介

基于相干原理的多波束测深新算法随着时代的发展,多波束测深系统凭借其高效率、高精度、高分辨、全覆盖的特点已广泛应用于海洋测绘。同时河道常态化险段预警监测、应急监测、河床冲淤分析对水下测量数据的精度及时效性要求越来越高。一、工作原理多波束测深系统是一套用于水下地形数据获取的多传感器组合而成的设备,其利用安装在水下的换能器发射扇形波束,并接收水底反射回波信号,根据记录声波在水下的传播时间来量测水深。多波束条带测深系统采用发射、接收基阵互相垂直的方式。发射基阵平行于船屉首尾连线安装,而接收基阵垂直于船体首尾连线安装。发射信号和接受信号分别在某一方向上形成较小的波束角,而在垂直的另一方向上形成较宽的方向角,其形成的组合区域即是测量区域,目的是使船体的运动姿态对测量系统的影响降到最低。二、差异性分析多波束测深系统与传统单波束测深仪的差异,主要体现在测量方式、数据处理方式以及成果输出形式等方面。1、测量方式在传统的水道地形测量中,一般采用单波束测深系统。测深前需要垂直水流方向预置计划线,成图比例尺决定了计划线的间隔以及计划线上的测点间距。在地形起伏变化较大处,一般需加密计划线或采用其他的布线方式,受人为因素影响较大,对测量人员经验要求较高。总体来说,针对水下测量地形精度要求较高且地形变化较大的区域,单波束测深系统难免会漏测特征点,无法精准反映真实地形。在成图后,一般还需凭借经验对疑似漏测区域进行补测,无形之中增加了大量的工作及不确定因素。采用多波束测深系统时,一般沿水流方向布设测线,相邻测线间有一定的重叠区域,从而保证了对水下地形的全覆盖测量。通过内业数据处理,可在点云数据中提取各种比例尺与各种密度的数据,一次测量可以形成多种比例尺的成果,大大地提高了测量效率,节省了测量时间。2、数据处理方式单波束测深系统与多波束测深系统的数据处理方式存在较大差异。由于单波束测深数据之间缺少系统误差关联,一般需人工判读,很大程度上依赖数据处理人员的经验。若内业人员经验不足或对测量区域不熟悉,尤其是在地形复杂区域,很容易出现漏判或误判的情况。而由于多波束测深系统的测深数据量大,容易找到数据间系统误差与实际地形之间的系统相关性,因此多波束测深数的后处理一般采用自动滤波的方式,较大程度上降低了判读的主观性。3、成果输出形式由于单波束测深系统的测量成果为单点数据,一般只能作为单一比例尺DLG的基础数据,成果形式较为单一。多波束测深系统的测量成果为点云数据形成的地形曲面,可作为各个比例尺DLG的基础数据;此外,其点云数据还可通过后处理,生成DEM,并进行分层设色形成三维立体地形,成果形式丰富。综

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