毕自军，赵建虎，郑 根，刘美琴

1. 武汉大学测绘学院，湖北 武汉 430079； 2. 武汉大学海洋研究院，湖北 武汉 430079

海底地形是海洋基础地理信息的重要组成部分，多波束测深系统是高效获取海底地形的典型设备之一[1-3]，位置归算是获取高精度多波束测深点的重要环节[4-5]，为此，国内外学者进行了大量研究。文献[6]提出了多波束精密声线跟踪算法和测深点归位计算模型，并指出姿态角对归位计算精度影响显著；文献[7]分析了姿态误差对归位计算的影响，并利用傅里叶变换对其进行去除；文献[7—8]推导了顾及姿态的声线跟踪模型，并在浅水区验证了其有效性；文献[8—9]通过坐标旋转建立了顾及船姿的波束入射向量计算模型，提高了声线跟踪和归位计算精度。以上研究都假设波束发射和接收过程共路线或路线对称。文献[10—12]指出，受测量船运动和姿态瞬时变化的影响，上述假设与实际存在差异，这种影响在浅水区并不明显，但随着船速增大和水深增加，归位计算误差越来越大，严重影响多波束测深精度。

文献[11]提出虚拟同心阵(virtual concentric array，VCCA)模型，根据收/发传感器姿态和波束指向角建立收/发矢量锥面，且假设波束的传播路径为：从收/发时刻传感器位置的中点处发出并在海底散射后沿原路径返回。VCCA顾及收/发位置差异，一定程度上改善中深水的波束脚印归位计算精度，但其所假设的波束传播路径降低了归算精度。文献[12]在VCCA模型基础上建立了非同心阵(non concentric array，NCCA)模型，即在平行于收/发阵的平面族内以非同心双曲线交点估计波束脚印，根据声线跟踪的双程时间与观测时间，迭代调整目标平面与换能器间距离，完成波束脚印位置归算。……