(1浙江省測(cè)繪大隊(duì) 浙江杭州310030;2臨海市測(cè)繪院 浙江臨海317000)

(1浙江省測(cè)繪大隊(duì) 浙江杭州310030;2臨海市測(cè)繪院 浙江臨海317000)

在實(shí)際生活中的海洋深度測(cè)量工作，一般都是與多波束測(cè)量系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)進(jìn)行的，對(duì)內(nèi)部和外部因素的了解，對(duì)于海洋環(huán)境和自身原因等一些容易導(dǎo)致復(fù)雜失誤出現(xiàn)的因素進(jìn)行分析，系統(tǒng)性偏差適用于多波束測(cè)深為指標(biāo)水深成果的質(zhì)量控制和檢測(cè)體系，制定了質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目，其中包含有多波束測(cè)深數(shù)據(jù)的處理，計(jì)算和檢驗(yàn)評(píng)估等一系列過(guò)程。

多波束測(cè)深系統(tǒng)性偏差質(zhì)量檢驗(yàn) 誤差來(lái)源

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平有大程度的提高，多波束測(cè)深系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，尤其在海洋調(diào)查，港口和河流及大陸架勘測(cè)等方面。文中將實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，側(cè)重于對(duì)多波束測(cè)深系統(tǒng)和解決方案的誤差主要來(lái)源的調(diào)查和研究，同時(shí)對(duì)準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估。

1 多波束水深測(cè)量誤差源分析

1.1 多波束水深測(cè)量典型粗差

多波束測(cè)深裝置大體上可以概括為測(cè)量深度的換能器和定位裝置，還有表面速度的聲級(jí)計(jì)，探查聲音，驗(yàn)潮站等眾多輔助設(shè)備。這些測(cè)量?jī)x器本身都自帶噪音的，加上海洋環(huán)境的復(fù)雜，影響了設(shè)備的海洋環(huán)境復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)，在對(duì)聲納換能器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)可能出現(xiàn)偏差，以及其他因素，這會(huì)導(dǎo)致一手資料里面出現(xiàn)不同類(lèi)型（如位置，態(tài)度，聲音，汰漬的速度，測(cè)深）等不科學(xué)的信息數(shù)據(jù)。如沒(méi)有判斷和直接計(jì)算統(tǒng)計(jì)所收集到的信息，將其集成得到一個(gè)水深數(shù)據(jù)，把這些異常的數(shù)據(jù)處理后，孤立性位置的方位不正確，或水深度有問(wèn)題，或這兩種情況都出現(xiàn)，這就是粗差，也被稱(chēng)為一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。

1.2 多波束水深測(cè)量典型系統(tǒng)性偏差

多波束測(cè)深系統(tǒng)組件表明，多波束偏置系統(tǒng)性來(lái)源仍然是多種多樣的，具體有具體位置的確定，外觀姿態(tài)，聲音的速度，潮汐速度等等多個(gè)方面。這些異常數(shù)據(jù)的具體顯示是表現(xiàn)方面異常位置或者范圍在確定過(guò)程中出現(xiàn)偏差，或者所測(cè)量的水的深度數(shù)據(jù)明顯不正確，或這兩種情況都出現(xiàn)，這是所說(shuō)的系統(tǒng)性誤差。

圖1 測(cè)深條帶“蝴蝶”狀系統(tǒng)性偏差圖示

圖2 測(cè)深條帶“哭笑臉”狀系統(tǒng)性偏差

關(guān)于系統(tǒng)性偏差姿態(tài)數(shù)據(jù)修正不完善的結(jié)果，來(lái)源有以下原因：（1）由于探測(cè)傳感器安裝不牢固，當(dāng)風(fēng)，浪，流對(duì)其進(jìn)行沖擊時(shí)，傳感器本身的測(cè)量平臺(tái)，航行產(chǎn)生高頻共振，傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)不統(tǒng)一的情況，導(dǎo)致在一個(gè)系統(tǒng)性偏差，對(duì)于這些影響，如不嘗試著去削弱，基于一定規(guī)律，水深數(shù)據(jù)將會(huì)“抖動(dòng)”；（2）因?yàn)?PPs不管用了，或其他原因，姿態(tài)傳感器和探測(cè)傳感器有一個(gè)固定的延時(shí)，或者延時(shí)會(huì)變得不規(guī)則，姿態(tài)傳感器和測(cè)深所測(cè)得的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)偏差，測(cè)深條帶就會(huì)顯示一個(gè)“蝴蝶”形。圖1。

由于體制不完善的偏見(jiàn)左右的速度校正聲音數(shù)據(jù)。聲音速度分布是不準(zhǔn)確的或存在代表錯(cuò)誤的，正確的缺陷造成的聲音的速度，并最終影響的海底上的地形測(cè)量準(zhǔn)確度和精度的光束的影響的邊緣是特別顯著，常導(dǎo)致“哭笑臉”作為等現(xiàn)象，圖2，以消除系統(tǒng)誤差所示可以遵循通過(guò)聲音的機(jī)制和聲音的速度的原理的錯(cuò)誤，并逐漸減弱的聲音通過(guò)調(diào)整聲線數(shù)據(jù)值探測(cè)錯(cuò)誤的速度的影響。除了測(cè)深工作表面時(shí)，也需要在平面換能器應(yīng)設(shè)置，以確保聲速計(jì)數(shù)器，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確和可靠的測(cè)量。

2 多波束水深測(cè)量成果質(zhì)量評(píng)定

2.1 多波束水深測(cè)量成果質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

只有波束測(cè)深的成就，多波束測(cè)深的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果主要有兩種：一種是對(duì)應(yīng)不同深度的限制錯(cuò)誤的調(diào)查，關(guān)于對(duì)測(cè)深儀器測(cè)量精度的具體表現(xiàn)我們通過(guò)表1反映出來(lái)。

表1 對(duì)應(yīng)不同深度范圍的極限誤差指標(biāo)

另一項(xiàng)內(nèi)容是主線和檢查線不匹配的統(tǒng)計(jì)值，它不應(yīng)該超過(guò)超車(chē)點(diǎn)參與的點(diǎn)的總數(shù)的15%的規(guī)格的交點(diǎn)，對(duì)于測(cè)深內(nèi)符合精度的具體表現(xiàn)我們通過(guò)表2反映出來(lái)。

表2 主測(cè)線與檢查線交叉點(diǎn)不符值要求

2.2 多波束水深測(cè)量成果質(zhì)量檢查與評(píng)定

對(duì)多波束測(cè)深的結(jié)果進(jìn)行研究的過(guò)程中，各種嚴(yán)重的錯(cuò)誤和系統(tǒng)性偏見(jiàn)是不可避免的，為保證多波束測(cè)深工作的進(jìn)行，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，對(duì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，及測(cè)試的過(guò)程中對(duì)于其他質(zhì)量方案的評(píng)價(jià)，找出由各種因素所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)的海底地形測(cè)量工作以及數(shù)據(jù)資料的收集過(guò)程中，多波束測(cè)深系統(tǒng)很有可能是最主要的技術(shù)手段，通過(guò)發(fā)揮多波束測(cè)深系統(tǒng)的主導(dǎo)作用獲得水深數(shù)據(jù)，所以，必須要加大對(duì)多波束側(cè)身軟硬件的研究力度和投資力度，對(duì)于其自身價(jià)值有一個(gè)全面的理解，最大程度上避免各種因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題。

[1]魏星海,王換科.多波束測(cè)量誤差分析 [J].現(xiàn)代測(cè)繪,2016(2).

多波束水深測(cè)量誤差源及成果質(zhì)量評(píng)估

■顏煜1李鴻2

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-261-1