李治远豆虎林张海泉

(自然资源部 第一海洋研究所,山东 青岛266061)

多波束测深系统发射换能器从海面发射较窄的波束条带,通过水听器同时接收从海底不同角度反射的多个回波,得到整个条带的离散水深值[1]。20世纪50年代,多波束测深系统的出现逐渐取代了单波束系统,极大提高了水深测量的效率和精度,降低了测量成本。多波束测深系统被广泛应用于航道测量、港口测绘、海底路由规划、海洋石油勘探和水下矿产资源寻找等领域[2-3]。SeaBeam 系列多波束是海洋调查中的主流深水多波束之一,其波束形成采用米尔斯十字技术[4-7],具备先进的声波发射技术即Swept Beam 技术。同时,通过采纳更先进的底部算法,可使SeaBeam 系列多波束实现船体横摇、纵摇和艏摇等姿态[5-7]的实时补偿。目前我国最新一代综合科考船,如“向阳红01”、“向阳红03”、“科学号”、“雪龙2”等科考船均装备了SeaBeam 系列多波束,但是国内针对该设备可借鉴的文献较少,本文以“向阳红01”船安装的SeaBeam3012多波束(SeaBeam 系列中的全海深型多波束)系统为例分析了其测量技术原理,以期帮助设备操作人员和研究人员更好地发挥该设备测量功能,改善数据处理方法,获取最佳测量成果。

1 系统介绍

1.1 系统组成

SeaBeam3012系统属于深水多波束测深系统,相比浅水多波束测深系统,系统组成更复杂,主要包括:波束发射阵列;水听器阵列;发射控制机柜TCU;接收控制机柜RCU;辅助设备,如GNSS定位设备、艏向和姿态设备、表层声速计和声速剖面仪等,如图1所示。

图1 SeaBeam3012多……