摘要：近年來，隨著社會經濟發展對水下地形測量要求的提高，傳統單波測深儀已經無法滿足日益增長的新需求，多波束水深測量技術的出現帶來了海洋測量技術的一次重大變革。在新形勢下，必須對多波束測量技術與海洋測繪工序做出進一步的調整。本文物理論文綜合影響多波束測量的因素，主要論述了多波束測量技術與海洋測繪工序的調整策略。
　　關鍵詞：多波束測量，海洋測繪，調整策略
　　1.多波束測深系統
　　1.1多波束測深系統是利用多波束原理進行海底測圖和測量海底地貌的寬條帶回聲測深系統，是水聲技術、計算機技術、導航定位技術和數字化傳感器技術等多種技術的高度集成。其工作原理是通過聲波發射與接收換能器陣進行聲波廣角度定向發射、接收，通過各種傳感器（衛星定位系統、運動傳感器、電羅經、聲速剖面儀等）對各個波束測點的空間位置歸算，從而獲取在與航向垂直的條帶式高密度水深數據。
　　1.2測深時，載有多波束測深系統的船，每發射一個聲脈沖，不僅可以獲得船下方的垂直深度，而且可以同時獲得與船的航跡相垂直的面內的幾十個水深值。多波束測深系統一般由窄波束回聲測深設備（換能器、測量船搖擺的傳感裝置、收發機等）和回聲處理設備（計算機、數字磁帶機、數字打印機、橫向深度剖面顯示器、實時等深線數字繪圖儀、系統控制鍵盤等）兩大部分組成。
　　1.3測深系統的回聲處理設備較多。計算機可按預先給定的程序對各種數據和參數在船上實時處理；數字磁帶機按規定的格式記錄時間、導航數據、羅經航向、縱橫搖擺以及各波束測得的水深和相對于船的橫向距離等有關數據，以便后期處理；數字打印機可根據需要對所有記錄數據進行監控；顯示器對系統的模擬輸出進行監視，直觀顯示橫向深度剖面（海底輪廓線圖）；數字繪圖機沿校正過的航跡標繪出等深線圖，實時判讀海底地貌的輪廓。
　　1.4多波束測深系統同單個寬波束的回聲測深儀相比，具有橫向覆蓋范圍大（為深度的幾倍），波束窄（約為3°～5°），效率高等優點。適用于海上工程施工區和重要航道的較大面積的精確測量，也可以用于精確測定航行障礙物的位置、深度。它能繪出海底三維圖形，消除了使用側掃聲吶時判讀的困難。有的系統還可在冰覆蓋區使用。
　　2.目前的多波測量技術與海洋測繪工序技術體系
　　目前海洋測繪體系已完成了數字化技術改造，目前由控制、水深、地形等的測量到海圖的編輯、加工和出版，全部實現了數字化。可是與紙質海圖的工序相比，目前的海洋測繪的供需變化卻不大，根本原因是由于整個技術的改造是參照紙質海圖的工序實施的。
　　水深測量是海洋測繪的核心技術，目前由于單波束到多波束測量方式的改變，水深測量技術發生了重大的變革，實現了壘覆蓋的海底地形測量。可是，如果不考慮改變目前的測量工序和要求，不僅不會減少海圖產品化的時間和擴大海洋測繪產品的多樣性。相反，由于數據量太大，卻會增加海圖出版機構的負擔。
　　3.多波柬測量技術與海洋測繪工序的技術調整
　　多波束測量系統是計算機、導航定位與數字化傳感器技術等多種技術的高度集成。通過安裝在測船底部的探頭發射和接收聲波信號，由聲波在水體中的傳播時間與聲速乘積即可計算出水深。探頭由發射探頭和接收換能器組成，有多達126個相互獨立的接收換能器(定向旋轉發射126個波束)；接收信號通過聲納處理器再傳到計算機。
　　多波束系統徹底改變了傳統測深方法，在波束形成理論、勘測技術、校正與處理方法上形成了自身復雜的特點，在測量中需要加以注意，否則將嚴重影響勘測精度。
　　3.1多波束測量技術的影響因素
　　多波束測深系統采取多組陣和廣角度發射與接收，形成條幅式高密度水深數據，是計算機、導航定位與數字化傳感器技術等多種技術的高度集成。由于多波束系統橫向、縱向測點都十分密集，這就需要由高精度GPS定位系統與之相配套。否則將造成測點位置錯位，失去多波束系統勘測的意義，井使海底地形失真或畸變。因此，必須嚴格測量各個坐標定位數據，保證測量精度，以實現最佳的測量結果。
　　對多波束精度的影響因素主要包括：不同水域環境的音速對波束傳播的影響、GPS定位對--坐標精度的影響、測船中換能器的相對位置，以及潮位改變對水深的影響等等。以坐標系的影響為例，由于多波束測深采用廣角度定向發射、多陣列信號接收和多個波束的形成及處理等技術，為了更好的說明波束的空間關系和波束海底投影點的空間位置，首先必須定義好多波束測船參考坐標系。多波束系統的換能器不論是固定還是便攜式安裝，其相對測量船的位置總是不變的，因此測量船是多波束勘測最現實的參考工作平臺。考慮到波束空間角度表達的便利，一般測量船參考坐標系原點選擇在換能器對稱中心，船只橫向左舷方向為x軸，船只縱向船頭方向為Y軸，船只鉛垂向下為z軸。另外，運動傳感器要嚴格安裝在與船中軸平行的地方。多波束船參考坐標系是一種三坐標軸與船固定并隨著船只運動而運動的坐標系，它使得多波束各測深點的相對位置與測量船只定位系統的大地空間位置建立了聯系，同時也為進行傳只補償提供了空間關系和基本方法。因此，以上的坐標定位數據必須嚴格準確的測量。
　　通過實踐試驗可知，利用多波束測深系統，對聲速、導航系統的定位、參考坐標系及潮位等影響因子加以注意，采用合理的測量方法以及對數據進行精細處理，完全能夠測得準確可靠的水下地形圖，發現水下地形的細微變化。
　　3.2海洋測繪工序的技術調整
　　由于技術工序的調整和測量重點的改變，必然導致海洋測繪方法和技術的變革，大量的成熟技術需要攻克，部分理論和方法需要修正。
　　多波束測量具有全覆蓋、數據量大的特點，不改變目前的水深測量工序，要由多波束測量的源數據形成一個符合海圖要求的水深數據是特別困難的，會極大地增加由水深測量到海圖產品的時間差。結合Ns(航海表面)和H-Cell(按海圖綜合的方法由NS抽取的水澡點和等深線，同時疊加障礙物等要素組成的海圖出版中的重要工序)的概念，同時參考NOAA(美國國家海洋大氣管理局)的方式，調整了目前的水深測量工序。具體修測體系：
　　(1)水深測量數據改正和計算誤差，形成網格化的NS。
　　(2)按照自動綜合方法，由NS形成水深點和等深線H-Cel；
　　(3)障礙物探測數據改正，形成一個障礙物H-Cdll；
　　(4)不同的H-Cell疊加，嵌入海圖的數據庫，完成海圖數據的修鍘。
　　由此可見，由測量數據到網格化的NS，再由NS到H-Cell，不僅改變了水深測量成果的表現形式，形成了一個服務于數據庫修測或更新的水深測量工序，同時，又可以實現海底DTM等產品的出版，提高了海洋測繪產品的多樣性和豐富性。
　　4.論文結語
　　海洋測量、數據庫和產品化是海洋測繪體系的三個核心環節，它們相互依存，相互影響，共同發展。多波束測量技術的發展和海圖數據庫的建立，將會對數據庫產品化產生重大影響，使得海洋測繪產品化的時間得以有效縮短，并能提高海洋測繪產品的多樣性。
　　參考文獻：
　　[2]暴景陽，海洋測繪垂直基準綜論[J]，海洋測繪2009(02)，
　　[4]游遠新GPS技術在海洋測繪中的應用[J]，福建水產2006，(4)
　　[10]翟國君黃謨濤我國海洋測繪發展歷程[J].海洋測繪2009。(04)