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06
2024
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05
單波束測(cè)深儀與多波束水深測(cè)量區(qū)別
作者:
智匯海洋
單波束測(cè)深儀與多波束水深測(cè)量區(qū)別
在海洋勘測(cè)、航道建設(shè)和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域,水深測(cè)量是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。水深測(cè)量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到工程的安全性和可靠性。在水深測(cè)量技術(shù)中,單波束測(cè)深儀和多波束測(cè)深系統(tǒng)是兩種常用的方法。
原理比較
單波束測(cè)深儀
單波束測(cè)深儀的工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單,它利用聲波在水中傳播的速度和傳播時(shí)間之間的關(guān)系來(lái)確定水深。具體而言,測(cè)深儀通過(guò)發(fā)射一束短脈沖的聲波信號(hào),將其發(fā)送到水中。聲波信號(hào)在水中傳播,在與水下物體相交或達(dá)到水底后,會(huì)發(fā)生反射。然后,儀器接收到反射回來(lái)的聲波信號(hào),并記錄下聲波信號(hào)的傳播時(shí)間。根據(jù)聲波在水中傳播的速度(通常為固定值),可以利用聲波傳播距離和傳播時(shí)間之間的關(guān)系,計(jì)算出水的深度。
多波束測(cè)深系統(tǒng)
多波束測(cè)深系統(tǒng)的工作原理則更為復(fù)雜。它利用發(fā)射換能器陣列向海底發(fā)射寬扇區(qū)覆蓋的聲波,同時(shí)利用接收換能器陣列對(duì)聲波進(jìn)行窄波束接收。通過(guò)發(fā)射、接收扇區(qū)指向的正交性形成對(duì)海底地形的照射腳印,對(duì)這些腳印進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚恚淮翁綔y(cè)就能給出與航向垂直的垂面內(nèi)上百個(gè)甚至更多的海底被測(cè)點(diǎn)的水深值。這種技術(shù)能夠精確、快速地測(cè)出沿航線一定寬度內(nèi)水下目標(biāo)的大小、形狀和高低變化,比較可靠地描繪出海底地形的三維特征。
特點(diǎn)比較
分辨率與測(cè)量范圍
單波束測(cè)深儀的波束角較大,通常在6-8度之間,其測(cè)量范圍相對(duì)有限,且分辨率較低。它每次只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的水深,通過(guò)移動(dòng)載體和設(shè)備,可以得到由點(diǎn)到線的測(cè)量結(jié)果。而多波束測(cè)深系統(tǒng)的波束角較小,一般在0.5-2度之間,能夠提供更高的分辨率。它一次測(cè)量即可得到垂直于航跡方向的幾百甚至上千個(gè)水深點(diǎn),形成由線到面的測(cè)量結(jié)果,大大提高了測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)處理與后處理
單波束測(cè)深儀的數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡(jiǎn)單,主要關(guān)注單個(gè)點(diǎn)的水深值。而多波束測(cè)深系統(tǒng)則需要處理大量的數(shù)據(jù),包括各個(gè)測(cè)點(diǎn)的水深值、位置信息以及海底地形特征等。此外,多波束測(cè)深系統(tǒng)還需要配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)后處理軟件和相關(guān)設(shè)備,以便對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,生成海底地形圖等成果。
適用范圍
單波束測(cè)深儀適用于對(duì)水深精度要求不高、測(cè)量范圍較小的場(chǎng)合,如小型湖泊、河流等。而多波束測(cè)深系統(tǒng)則更適用于對(duì)水深精度和測(cè)量范圍要求較高的場(chǎng)合,如海洋勘測(cè)、航道建設(shè)等。此外,多波束測(cè)深系統(tǒng)還能夠用于海底地形三維建模、海底資源勘探等領(lǐng)域。
應(yīng)用比較
在實(shí)際應(yīng)用中,單波束測(cè)深儀和多波束測(cè)深系統(tǒng)各有優(yōu)劣。單波束測(cè)深儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn),但其測(cè)量范圍有限、分辨率較低。而多波束測(cè)深系統(tǒng)則能夠提供高分辨率、大范圍的測(cè)量數(shù)據(jù),但成本較高、操作復(fù)雜。因此,在選擇使用哪種測(cè)量技術(shù)時(shí)需要根據(jù)具體需求和實(shí)際情況進(jìn)行權(quán)衡和選擇。
總之,單波束測(cè)深儀和多波束測(cè)深系統(tǒng)在水深測(cè)量領(lǐng)域各自具有很好的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。通過(guò)比較它們?cè)谠?、特點(diǎn)和應(yīng)用上的區(qū)別,可以更好地了解這兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考和依據(jù)。
單波束測(cè)深儀,多波束測(cè)深系統(tǒng)
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