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% |! w! L6 N" S A" e 大家好，我是南南 " n7 U: i3 B" g& J) O2 d, `6 Q
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
' i4 G, ?% D: z: M 测深原理
: C1 _! G6 l' |" f( ?7 P. k O0 Q# ?# P 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 
0 h/ N5 i7 `# h- F* b, O2 L 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 % N; M0 {$ R% A! _! J3 ?8 Y$ \" g
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 1 o) z6 E: b$ p; C9 }5 \
 当然这个波束他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，理论上他的角度越小，测深仪精度越高。 因为波束打到水底是一个圆斑（有些人也把他叫做脚印），通过这个圆斑内有限面积的回波来计算这个圆斑的水深。 一般国产主流价位（三四万）的单波束开角多为5°-7°，在20m的水深范围下，波束角为7°，圆斑的直径将达到2.5m；波束角为5°，圆斑的直径将达到1.7m
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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。 
. g2 I) {. Y& t4 M! B 测深优势/ V" d6 ^+ Q1 Y$ Y H0 C, q
测深仪相对传统的船上拿RTK戳水下的在精度上有绝对优势吗？
6 k |2 H$ w1 b1 L4 p  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米每秒的速度。在内陆50m以内的水深中基本可以忽略不计就是了。
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 在入海口和死水深的水域（矿坑）误差就会有点点大，需要用声速剖面仪器（贵的一批）来修正数据，当然这种地方正常人也只能用测深仪来测。
- n+ u4 _$ ], I  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
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理论上，只要我船开的够快，我测的就有多快，直接效率起飞（只要回波质量可以就随便开）  , k$ c2 { O- e0 D, f
主流厂家* C6 B2 Y/ ^/ b3 K% K3 I# N
国内做测深仪这种海洋装备的厂家挺多的，除了传统测绘仪器御三家南方测绘，华测导航，中海达以外。 5 y5 ^' J6 ]* E( E; G/ P
还有专耕海洋测绘的海卓同创，无锡海鹰、星天海洋等，不过除了海鹰以外其他两家好像都不看得上单波束这点市场，专注做高端的多波束。
: Q# i. q N6 @3 R$ L( x 性能嘛国产单波束只能说满足绝大部分要求，测量范围多在五百米以内，很少有超过千米的；而且测浅水（1m以下）感觉一般般。
9 ^+ f/ h$ J3 e! D. U3 r 玩的花还得看我们海洋产品的老大Kongsberg，不仅测深范围达到3000m（不知道是不是吹nb） 3 l5 ?! Z) z8 v1 i! W
 最让我佩服的是脑洞真他喵的大
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 焊个架子搭载八个单波束测深仪，什么多波束测深仪青春版
# @8 h5 B% i8 t1 z, y8 c 测深数据0 b, P' l: r2 u
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。  " u# P/ Y: T& K$ J9 y1 u# s7 B4 E/ 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 : f* Z4 Q: M; P/ g/ y0 {2 F
 最后导出数据，没什么可说的，说不定二十年后也这样，或许集成个AI让他一键处理？
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