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摘要:多波束水深测量系统主要是应用于海洋水深测量实际生产中的应用，测量数据的一些误差对于海岸近岸工程量计算会产生比较大的影响，所以本文将从多波束水深测量的相关知识、测量过程、测量的误差来源和它的相关成果研究来对多波束水深测量误差源及其成果进行一个比较系统的分析阐述。
关键词:多波束；测量；误差；成果
随着我国各方面的蓬勃发展，在海洋方面的经济也取得了很大的进步，对于近海工程的建设项目也处于持续的发展挖掘中。而对于近海工程建设项目比如设计、施工等工作程序的前期则需要对水深和水下地形有一个较为详细地了解，所以就需要一个有水深地形的数据资料的勘察报告，此时就需要相关的测量工具或者仪器了。单波束测深系统和多波束测深系统都是在探测海洋海底地形资料方面很重要的技术手段，其中多波束测深系统的特点是效率高、精度高、覆盖面广，所以在测量未知海洋区域的深度这一块应用比较广泛。随着我国近些年来海洋工程项目的不断开展，积累了很多这方面的经验，对于水深测量方面的理论研究和技术质量控制也得到了进一步的提高，所以随之而来我们对于测量水深数据的精确程度和测量速度等要求也相对提高。
一、多波束水深测量系统地组成及水深测量过程
1.多波束水深测量系统地组成
水深测量系统主要是由基站、测船移动站、测深仪和电脑主机等几部分一起组成。其中基站和测船移动站是由主机、数据传输线、GPS接收天线等部分构成；而测深仪则一般由换能器、数据传输线和主机构成，现在一般采用的是双频测深仪；电脑主机则相当于一个数据处理系统，运用专业的海洋测量成图软件在计算机中操作完成，然后再通过打印机来将成果输出。
2.水深测量的过程
水深测量的目的是测量水面到水底的直接高度，水深测量过程大概如下：一要进行测线和检查线的布置、各种相关仪器和软件的安装及调试，第二对相关测量仪器进行检查，若有问题则及时改正，没有问题后则进行数据采集；第三部则是进行内页处理、水深对比分析，然后进行成图编绘，最后完成报告的编写。整个流程其实算不上有多复杂，但是任何的测量都会存在一些误差，这是无法避免的。
二、多波束水深测量误差源分析
众所周知，一般实验数据出现的误差都是由系统或者人为共同产生的，人为误差一般是指由不同的操作人员的技术水平和职业道德所引起的误差。对于水深测量系统的误差主要分为粗差和系统误差。粗差主要是指由于仪器设备自身的噪音、复杂的海洋环境和多波束换能器声呐参数设置不合理使得测量得到的数据中含有很多其他的异常数据，这些数据不经处理而直接和其他的相融合得到最终的水深数据，将使得最终数据表现为孤立性位置异常或者深度异常，或者两者都有，这种误差则称为粗差。而系统误差则包括仪器因素、海况因素、船只型号数据处理不当等因素造成的误差。
仪器因素主要包括测深仪本身的性能及和它相配套的其他的部件带来的测量误差，而这个往往是导致水深测量误差的主要来源。因为每个型号的测深仪接受自身反射声波的精度不一样，如果在测量过程中，水中有障碍物的话会影响声波的反射情况从而影响测量结果，此外如果使用时间过长导致测深仪的内部器件老化，也会对水深测量数据的精度造成较大的影响。
海况因素则是指潮汐的起落和海浪的起伏在测量过程中引起的误差，包括海浪的大小和海潮位置的监测精度。因为潮汐的起落与气候有关，所以就需要对所测地区的潮汐资料进行收集、整理，然后进行分析和经验总结，从而计算出水深。而海浪起伏对于水深测量的影响无法避免，一般在10-20厘米这个区间内都是属于正常的。
船只因素主要是指由于船只的型号和测深仪换能器的安装和使用在水深测量过程中造成的误差。因为在海洋工程水深测量时船只的型号对测量时有很大的影响，船只如果体型过大、活动不够灵活的话，会容易导致吃水过深而搁浅导致测量区域受限，所以船只的大小适宜、活动灵活对水深测量工作的顺利开展有重要意义。另一方面，测深仪的换能器在安装的时候要保证其处于垂直状态，不然的话就会影响水深测量数据，测量数据的误差会随倾斜角度的增大而增加。
三、多波束水深测量数据的质量评定
1.多波束水深测量成果质量评价指标
与单波束测深成果一样的，多波束系统测深成果的质量评定主要有两个指标：一个是对应不同深度范围的测深极限误差，二是探测深度范围所对应的交叉点不符值。下面用两个表来对指标进行一个更加明确地说明。
除了上述两个指标外，还可以在数据采集、处理、成果制定等各阶段对声速、海浪、潮汐等海洋环境状况进行改正，并通过对这些效应可能导致的仪器方面的偏差进行检查和校准。而且仅仅采用这两个指标对多波束测深成果进行质量评定和检查是远远不够的，引入单个ping、单个测深条带、相邻测深条带以及测深面等作为辅助评价指标，对测深质量更真实的评定。
2.成果质量评定分析
通过对多波束测深成果中各类粗差和系统性偏差进行分析之后，可以设计从仪器的检验校准、数据采集和处理、图件绘制及验收等几个过程针对于质量元素的检查方案，尽可能地发现和处理成果质量问题，找出多波束水深测量的主要质量影响因素及注意事项。比如对各种仪器的可能引起的种种误差都要有一个预测和解决措施，对于控制水位、数据的采集和处理、表格的绘制需要注意的地方都要有一个统计。在检查过程中可以依照全覆盖的多波束测深的地形变化趋势与表1中的指标进行结合，能够合理判断特定深度处的测深极限误差。对多波束测量结果进行一个大概分析，考虑了各种会影响质量的因素之后，就需要对各种质量元素进行一个大概的分类。根据质量影响因素影响的程度大小可以分为严重、较重、和一般三种，或者可以根据自己的需要进行不同程度的分类，只要不离开分类的主要指标和宗旨就行。
结语：
总之，对于海洋水深测量这一块来说，由于海洋环境太过复杂，有太多不可控的因素会让测量结果有许多大大小小的误差，再加上多波束水深测量过程中仪器自身的偏差也会引起收集数据的粗差和系统性偏差。在水深测量工作中，需要全面地考虑到各个方面带来的误差，在数据处理过程中对有些数据需要侧重地加以分析修正，就能够减少一些误差，但是系统误差是无法完全消除的，所以只能说尽最大努力把误差控制在最小范围内。随着高精度的多波束测深系统在测深领域的应用，厘米级的分辨率能更加真实细微地反映海底的地貌，规范水深测量作业、准确处理探测数据以及科学全面地评价成果质量，虽然存在误差，但是只要我们尽力去发现减轻误差，多波束测量系统对于水深测量还是起着很重要的作用，对于我国今后的海洋水深测量工程也具有重要的指导意义。
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