kongsberg多波束双探头校准（翻译）

Posted 2021-12-03 xiaokcehui

kongsberg多波束双探头校准，是一个较为复杂的过程。在8-9月份航次期间，将此节翻译了出来，现在分享一下。这篇翻译文也收录在博主的专著《海洋测绘十年》。

如果是双探头多波束，安装校准的时候需要一些额外注意的地方：

（1）每个探头都有单独的偏移值

（2）由于探头（接收阵）的法向量指向两侧而不是正下方，见图1，校准测量方法不同

安装校准应遵循如下的顺序，在下一步参数校准前必须输入当前参数校准结果。

（1）roll初校

（2）Pitch和time delay校准

（3）Heading校准

（4）Roll复校

上述校准步骤应该重复，直到2次校准结果的偏差小于0.1°

Roll校准-双探头

（1）选择平坦水域（至少横向是平的）

（2）相反方向测量3条测线，见图2所示，测线间距确保单探头覆盖完全重叠，近似水深条带宽度的一半。测量速度相同。

确保提前上线使得roll传感器稳定

（3）选择其中2条线，

选择的2条线必须满足相同探头条带完全重叠

（4）画垂直于测线的校准走廊（见图2中的A）

（5）在走廊A中比较2条线的水深数据

2个数据条带的水深不同表示存在roll值，即两个数据条带是交叉的。

（6）选择另一个探头条带完全重叠的2条测线

（7）画垂直于测线的校准走廊（见图2中的B）

（8）在走廊B中比较2条线的水深数据

2个数据条带的水深不同表示存在roll值，即两个数据条带是交叉的。

Pitch校准-双探头-方案一

准备工作：双探头的内外开角设置为20°和50°

（1）选择一个连续但不太陡峭的斜坡区域

（2）相反方向测量2条测线，测量速度相同

（3）如要time delay校准，还需增加一条测线，测量速度应显著低于（2）中速度

第三条线的方向无所谓。确保提前上线使得pitch传感器稳定。

（4）在测量航迹上，画平行于测线的校准走廊

（5）在校准走廊中比较2条测线的水深数据

沿航迹的水深条带差异有4个影响因素：

①Pitch值

②测量位置和真实位置的time delay值

③多波束传感器位置偏移误差（要么是定位系统的误差，要么是输入位置偏移的误差）

④潮位差

（6）获取定位系统的time delay

在倾角相同的斜坡上，由于pitch值的存在，水深误差会随着水深增加而增大。定位时间延迟引起的深度误差随船速增加而增大。位置偏移引起的深度误差与水深和船速无关。

比较方向相同而速度不同的2条测线的水深数据，可获取time delay。

（7）获取Pitch值

time delay值应用以后，通过相反方向的2条测线可获取Pitch值。

在实际工作中，由于使用了1PPS同步，理论上不用再做time delay校准，只需做Pitch校准。

Pitch校准-双探头-方案二

准备工作：双探头的内外开角设置为20°和50°

（1）找到一个海底点状特征地形，比如海山或者凹坑

（2）相反方向测量2条测线，船速相同

（3）如要time delay校准，还需增加一条测线，船速应显著低于（2）中速度

第三条线的方向无所谓。确保提前上线使得pitch传感器稳定。

（4）在测量航迹上，画平行于测线的校准走廊

（5）在校准走廊中比较2条测线的水深数据

沿航迹的水深条带差异有4个影响因素：

①Pitch值

②测量位置和真实位置的time delay值

③多波束传感器位置偏移误差（要么是定位系统的误差，要么是输入位置偏移的误差）

④潮位差

获取定位系统的time delay

比较方向相同而速度不同的2条测线的水深数据，可获取time delay。

（7）获取Pitch值

time delay值应用以后，通过相反方向的2条测线可获取Pitch值。

Heading校准-双探头-方案一

（1）平行斜坡倾向布设2条平行测线，相同方向测量，保证相同探头水深条带重叠，船速相同

（2）在其中一条测线上画其探头的校准走廊

（3）在校准走廊比较2条测线水深数据

2条测线的水深差异表明探头存在Heading值

（4）重复第（2）、（3）步，校准另一个探头

Heading校准-双探头-方案二

（1）找到一个海底点状特征地形，比如海山或者凹坑

（2）布设三条方向相同的测线，一条穿过特征点，另外两条在其两侧，船速相同

测线虽是分开的，但是相同探头必须有重叠

（3）在中间测线上，画平行于测线的校准走廊

（4）比较中间测线与两侧测线的水深数据

根据测线水深差值可获取2个探头的Heading值

Roll值---输入安装参数面板

原始安装参数如下：

Roll校准结果

Head1:0.2°

Head2:0.4°

改正：

（A）姿态传感器平均值：（0.2+0.4）/2=0.3

（B）head1改正值：0.2-0.3=-0.1

安装参数面板输入的值：40+（-0.1）=39.9

（C）head2改正值：0.4-0.3=0.1

安装参数面板输入的值：-40+0.1=-39.9

Pitch改正值---安装参数面板

原始安装参数：

Pitch校准结果：

Head1:0.2°

Head2：-0.4°

改正值：

A 姿态传感器的平均值：（0.2+（-0.4））/2=-0.1

B Head1改正值：0.2-（-0.1）=0.3

安装参数面板输入：2+（0.3）=2.3

C Head2改正值：-0.4-（-0.1）=-0.3

安装参数面板输入：2.2+（-0.3）=1.9

Heading值—安装参数面板

原始安装参数：

Heading校准结果：

Head1:0.342°

Head2：-2.240°

改正值：

A 姿态传感器的平均值：（0.342+（-2.240））/2=-0.949°

B Head1改正值：0.342-（-0.949）=1.291°

安装参数面板输入值：359.5+1.291=360.791

360.791-360=0.791°

C Head2改正值：-2.240-（-0.949）=-1.291°

安装参数面板输入值：1.75-1.291=0.459°