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单波束测深仪原理
( |0 N6 }- U8 o 今天来给大家科普一下可能是海洋测绘用的最多的仪器，单波束测深仪。 1 [/ K& u/ P9 o Q7 @
测深原理
. g- v( v/ B. O: a; q& m2 U0 E 和其他水下测量设备一样，单波束测深仪的原理也是通过声呐进行测深。 但是声波是扇形的，能量过于分散，我们测深需要的是水下一个点的数据，所以需要把声波的能量集中发射，最好是一条直线，就是下面这个样子。 
4 }9 g/ i8 O, V6 |( X0 d. ? 所以就用到了波束干涉原理，通过调整不同阵列单元信号之间的参数，使得某些角度的信号增强，而另一些角度的信号相互抵消，这样就形成了我们需要的波束。
5 T, j& h( K6 [+ @& h. ~ 当然这些具体的是稍微有点复杂的，详细了解的同学可以看看阵列信号处理相关的资料来学习一下。
/ v* [1 b# \. a  当然这个波束不能无限缩小到一个直线，始终是一个扇形且具有一定开角的波束，这个角就是波束角，理论上角度越小，测深仪精度越高。 因为波束打到水底是一个圆斑（有些人也叫做脚印），通过这个圆斑内有限面积的回波来计算这个圆斑的水深。 售价在3-4万元的国产主流单波束测深仪，波束角多为5°-7°。在20米的水深范围下，波束角为7°，圆斑的直径约为2.5米；波束角为5°，圆斑的直径约为1.7米。
2 ^6 f( G% V5 v! a' t: u$ o7 B2 U 通过上述原理我们就可以得到一个水深点（大致）的深度，如果再在这个测深仪上门接一个RTK来获取GNSS数据，那么就可以得到水下的三维坐标。
' x* `7 R2 y1 e1 r$ k/ Q 测深优势# I- m( s, }5 {! u! F
相对于在船上通过RTK戳到水下的传统测量方式，测深仪在精度上有绝对优势吗？
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我觉得并不见得，由于声速在水中受到温度盐度和压力的影响，不同水深的声速也不一致，当然考虑到声音在水中一般1500米/秒的速度。在内陆50米以内的水深中基本可以忽略不计。
y2 Y1 r4 m9 g. f8 T" q  在入海口和死水深的水域（矿坑）误差就会有点大，需要用声速剖面仪器来修正数据，当然这种地方正常人也只能用测深仪来测。
* \) d9 Y9 z+ w0 G% ]$ c% N% e, O 当然测深仪最颠覆的一点是效率，在水下开机就开工作采集数据，在船上或平台上沿着一条直线移动时，它会连续地发射和接收声波，从而得到一系列的水深数据点。这些数据点组成了一条测线。 
1 o7 n0 @; u& G+ R% ~$ c 理论上，船开得多快，测量的速度就有多快。
. q' J1 {! q# W+ @/ \1 B2 d" [6 F 主流厂家 r2 [5 x- a# U( V4 v- p# n6 L
国内做测深仪这种海洋装备的厂家比较多。除了传统测绘仪器厂家南方测绘、华测导航、中海达以外，还有专耕海洋测绘市场的海卓同创、无锡海鹰、星天海洋等。不过除海鹰外，其他两家好像都看不上单波束这点市场，而专注做高端的多波束设备。
|. y3 z1 U5 y% F* S4 t/ Z: ] 性能上，国产单波束只能说可以满足绝大部分需求，测量范围多在500米以内，很少有超过千米的，而且测浅水（1米以下）时感觉效果一般。而海洋测绘装备厂家中的“老大”Kongsberg，其产品测深范围可达到3000米。 % b2 B) K+ _1 h( f; ?3 r! K3 b
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, o1 Z7 k( g% n* ]& q 测深数据
( \, a( P- d" t 现在各家测深仪后处理基本都是一套流程，由于测深数据是一条条测线，各家通过自己算法过滤掉大部分假水深。  $ r$ o5 v6 u0 k- Z! o, d; D
然后手动将部分算法未过滤掉的假水深修正到正确的水深线上，然后通过间距采点来导出水底高程点数据。 1 O4 Q: A" Z! R4 n" ^2 `& e# c1 Z
$ u% p9 @! N/ @7 v a 最后导出数据如下。  9 P6 S( V5 c$ f% S- S) Z! ~
（作者：陈哲宇 单位：广州中海达卫星导航技术股份有限公司） ↓↓ 了解更多产业要闻↓↓9 z+ v- h* U5 u+ G5 p
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关于2023年度国家科学技术奖提名遴选工作的通知 ( h$ {( X5 @& w/ v/ ]! E" I: ^
关于发布实景三维相关软件测评结果的公告 ( N4 Q. c; {& r
关于举办地理信息科技与工程优秀成果研讨班的通知 5 Y' N# c- g+ h2 c0 _
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$ D3 S" X2 U2 P( E( n" i3 g2 w- t8 R 关于缴纳会费的通知
" Z2 F3 N' P6 `8 {: B5 ?8 k 关于征集2023年中国地理信息产业协会团体标准（第二批）的通知 2 V7 Y9 s" n2 x1 g7 G
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中央经济工作会议在北京举行 习近平发表重要讲话 9 H- O, U4 W" g( B, s2 d# V
国家数据局：《“数据要素×”三年行动计划（2024—2026年）（征求意见稿）》向社会公开征求意见
7 b5 B& a5 q- C4 o$ S: d7 T \ 自然资源部：印发《自然资源标准化工作三年行动计划（2023-2025年）》
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中国地理信息产业协会在广州市开展调研  7 e b/ A) U% [* _
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