星天國(guó)產(chǎn)便攜式多波束系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)概述

GeoBeam400M是為滿足廣大客戶群體的輕便式作業(yè)的迫切需求，專注于新一代小型智能化、集成化、高精度、免校準(zhǔn)的便攜式多波束系統(tǒng)。該產(chǎn)品充分體現(xiàn)了行業(yè)發(fā)展的理念，保證了測(cè)量精度的同時(shí)，緊湊小巧，智能輕便，功耗低，隨時(shí)隨地進(jìn)行快速測(cè)量，打破了傳統(tǒng)多波束的施測(cè)局限性。GeoBeam400M，單人即可輕松施測(cè)，其緊湊特性更適宜于USV/AUVROV等多平臺(tái)搭載，拓展式多樣化作業(yè)。

GeoBeam400M，超集成化多波束測(cè)深系統(tǒng)，是工程作業(yè)人員絕對(duì)值得擁有的新一代測(cè)繪神器。

1.1.1 系統(tǒng)組成圖

GeoBeam400M內(nèi)置慣導(dǎo)、GPS能實(shí)時(shí)、連續(xù)地向多波束測(cè)繪系統(tǒng)提供航向角、橫搖角、縱搖角、速度、位置及升沉信息。此設(shè)備具有體積小、重量輕、啟動(dòng)快、精度高、可靠性高等特點(diǎn)。

圖2 GeoBeam400M便攜式多波束測(cè)深系統(tǒng)圖

1.2 星天國(guó)產(chǎn)便攜式多波束系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)特性

GeoBeam400M便攜式淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)的主要特性總結(jié)如下：

（1）測(cè)深精度：滿足IHO-S44《海道測(cè)量規(guī)范》。

（2）分辨率：動(dòng)態(tài)聚焦的波束形成即使在短量程內(nèi)也可獲得超高分辨率。

（3）最大更新速率：140°掃寬條帶由一次單一發(fā)射獲取，發(fā)射頻率高達(dá)60Hz（取決于量程）。

（4）耐壓深度：GeoBeam400M濕端和防水線纜最大耐壓深度為50米。

（5）波束形成：處理原始信號(hào)，包括了延時(shí)和相位旋轉(zhuǎn)的波束形成。

（6）底部探測(cè)：底檢測(cè)算法使用一個(gè)結(jié)合能量中心和零相位十字交叉算法，用來以最高精度探測(cè)每個(gè)波束的海底地形。

（7）波束分布：兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的波束模式為等角和等距模式。操作者可從兩種不同的波束模式中選擇的操作模式，進(jìn)而獲得*化聲吶操作。

（8）可選波束密度：高達(dá)1024個(gè)波束。

（9）可變掃寬：操作者可自行調(diào)節(jié)條帶掃寬，設(shè)置范圍從30°到140°。

（10）自動(dòng)追底：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置聲吶參數(shù)，包括測(cè)深范圍、增益、功率和掃寬。

（11）在線波束模式選擇：無需中斷測(cè)量過程，可選擇波束數(shù)量。

（12）實(shí)時(shí)質(zhì)量控制顯示：GB400M多波束系統(tǒng)在顯示器上實(shí)時(shí)顯示強(qiáng)度圖像，覆蓋在強(qiáng)度圖像上的是底部監(jiān)測(cè)圖像，給操作者提供質(zhì)量控制工具。

（13）1PPS脈沖處理和時(shí)間標(biāo)記：數(shù)據(jù)時(shí)間標(biāo)定依靠輸入的1PPS脈沖和相關(guān)的時(shí)間信息。

（14）波束數(shù)據(jù)記錄：GB400M多波束系統(tǒng)能夠生成操作者可配置的波束數(shù)據(jù)，可以通過截屏、錄像或是直接保存至本地硬盤。

1.3 應(yīng)用領(lǐng)域

GeoBeam 400M便攜式淺水多波束測(cè)深系統(tǒng)擁有的測(cè)量技術(shù)，可以在不同的情況下滿足您需要的各種需求，可應(yīng)用于：

超淺水測(cè)量

河湖水利測(cè)繪

海岸測(cè)繪

環(huán)境調(diào)研

棲息地測(cè)繪

港口測(cè)繪

水文測(cè)量

近海水下測(cè)繪

管道探測(cè)

管線路由探測(cè)

疏浚前后和環(huán)境測(cè)量

護(hù)岸測(cè)量

無人潛行器測(cè)量

調(diào)查和復(fù)原

場(chǎng)地清理測(cè)量

水下探測(cè)和目標(biāo)定位

1.4 安裝方式

1.4.1 船側(cè)舷安裝

設(shè)備安裝要求如下：

（1）必須安裝在船上牢固及不活動(dòng)的部位；

（2）遠(yuǎn)離船主機(jī)、副機(jī)、泵以及其他容易引入噪聲和振動(dòng)的地方；

（3）安裝桿要在盡量靠近水線的地方設(shè)置固定點(diǎn)；

（4）聲吶濕端要超出船底；

（5）安裝點(diǎn)在舷側(cè)中段或靠前位置，不能安裝在船尾；

（6）安裝支架頂端平面與水面距離要小于1米。

安裝支架與船體可通過焊接或者螺釘固定以進(jìn)行固定連接，推薦使用焊接固定，安裝柱與安裝支架配合使用。

圖3 多波束聲吶實(shí)地側(cè)舷安裝示意圖

1.4.2 USV/無人船安裝

圖4 USV/無人船式船底安裝示意圖

1.5 應(yīng)用案例

1.5.1 案例1-易水湖水底地形測(cè)量

2021年，星天海洋團(tuán)隊(duì)前往河北易水湖對(duì)新一代MINI型多波束產(chǎn)品GeoBeam 400M進(jìn)行綜合測(cè)試。

易水湖位于易縣城西南25公里處，水域面積約27平方公里，容量為3.9億立方米，最深處達(dá)48.5米。易水湖普遍水深在5-35m，水下環(huán)境復(fù)雜，地勢(shì)起伏明顯。

經(jīng)分析，GeoBeam400M所采水深點(diǎn)云數(shù)據(jù)緊湊，的反映了地貌特征。