蚌埠水文站作為百年老站，是安徽省重點河段河道地形測量工作的兩個重要試點站之一。中海達應邀協助該站開展水下地形測量工作，作業范圍為蚌埠水文站躉船為界的上下游約兩公里的河段。

蚌埠水文站

通過單波束測深儀進行水下地形測量，所獲取的數據成果無法滿足水文站的管理要求：

一是精度不足。由于缺少聲速儀、姿態儀等各種高精度傳感器，單波束測深儀在風浪搖擺下測量誤差大，缺少準確的聲速數據改正，無法獲取高精度的水下地形數據；

二是分辨率不高。單波束測深儀采用的是“由點到線”的測量方式，每次測量只能測到一個水深點，難以全覆蓋水下地形，且無法反映水下地形的細節信息。與單波束測深儀相比，多波束測深儀具有測量范圍大、速度快、精度高等優點，能夠快速對水下地形進行全覆蓋測量。

項目使用中海達iBeam 8140淺水多波束測深系統（下稱iBeam 8140）搭配iPos MS11高精度慣性組合導航系統、聲速剖面儀等傳感器開展水下地形測量工作。

▲iBeam 8140淺水多波束測深系統

作為一款高度集成的多波束測深系統，iBeam 8140擁有≤0.75°× 0.75°的波束角，在傳感器的輔助下，可以使其水深值更接近水底真值，確保獲取高精度水下地形數據；具有最高512個波束數，分辨率高，可確保掃測區域無盲點；擁有60Hz最大ping率，可保證在較高航速下的數據密度，提高了作業效率。

1.外業數據采集

①測線布設

為了覆蓋全測區，此次iBeam 8140主測線按平行方向布設，掃測線間距按實際水深數據面區域覆蓋50％布設，其他區域按20％進行布設。同時，檢查線按垂直于主測線方向布設，且區域不少于掃測線總長度的5％，以檢驗掃測水深的精度。

②聲速測量

聲速測量在有代表性的水域測量聲速剖面，單個聲速剖面的控制范圍不大于5km，聲速測量完成后，聲速儀與電腦連接，將數據拷貝到電腦后下載實測聲速剖面圖。

③潮位觀測

測區屬感潮河段，本次水深測量采用RTK驗潮方法進行。過程中，作業人員隨時檢查GNSS在測量過程中出現的異常情況，以確保水深測量精度。

④儀器安裝與校正

作業人員將換能器安裝在距測量船船首1/3-1/2處，IMU安裝在換能器左側。儀器安裝完成后，由于換能器和姿態傳感器在安裝時有角度偏差，兩個沒有處在同一水平，存在一定夾角。為此作業人員在一處高低起伏較明顯的區域，采集多波束數據，使用多波束采集后處理軟件進行橫搖/縱搖/艏搖校準，使慣導對換能器保持正確的姿態補償。

 ▲設備安裝                                                                            ▲校準線剖面

2.數據后處理及成圖

作業人員使用HiMAX多波束采集后處理軟件，按地形繪制、水深數據檢查、圖面編輯及圖形繪制的流程進行數據后處理，最后繪制成圖。

通過iBeam 8140獲取的高精度、高分辨率水下地形三維成果圖，蚌埠水文站摸清了上下游約兩公里重點河段家底，不僅掌握了該河段的整體地形特征，還對沉船等河底細節情況一清二楚。

▲三維模型展示

▲沉船點云圖像

同時，從校準區域疊置分析報告可知，iBeam 8140各條帶重疊率高，校準區域不確定度高達99.58%置信水平，滿足IHO特級精度和《水運工程測量規范》要求。

▲條帶重疊圖

▲疊置分析報告

在iPos MS11高精度慣性組合導航系統、聲速剖面儀等傳感器的輔助下，iBeam 8140出色地完成了蚌埠水文站上下游約兩公里河段的水下地形測量工作。基于水下地形測量成果，蚌埠水文站對測段的水下地形做到心中有數，治理有據，為洪水特性研究、洪水演進分析和洪水精準預報的開展提供了可靠的底層數據支撐和決策依據，有助于提高洪水災害預報、預警、預演、預案“四預”能力，實現了風險從被動應對向主動防控轉變。

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水下地形測量項目案例來源：中海達http://www.scygmm.com/