星天國產便攜式多波束系統

1.1 系統概述

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

GeoBeam400M，超集成化多波束測深系統，是工程作業人員絕對值得擁有的新一代測繪神器。

1.1.1 系統組成圖

GeoBeam400M內置慣導、GPS能實時、連續地向多波束測繪系統提供航向角、橫搖角、縱搖角、速度、位置及升沉信息。此設備具有體積小、重量輕、啟動快、精度高、可靠性高等特點。

圖2 GeoBeam400M便攜式多波束測深系統圖

1.2 星天國產便攜式多波束系統優勢特性

GeoBeam400M便攜式淺水多波束測深系統的主要特性總結如下：

（1）測深精度：滿足IHO-S44《海道測量規范》。

（2）分辨率：動態聚焦的波束形成即使在短量程內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射獲取，發射頻率高達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，包括了延時和相位旋轉的波束形成。

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

（7）波束分布：兩個標準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，進而獲得*化聲吶操作。

（8）可選波束密度：高達1024個波束。

（9）可變掃寬：操作者可自行調節條帶掃寬，設置范圍從30°到140°。

（10）自動追底：實現自動采集數據，系統自動設置聲吶參數，包括測深范圍、增益、功率和掃寬。

（11）在線波束模式選擇：無需中斷測量過程，可選擇波束數量。

（12）實時質量控制顯示：GB400M多波束系統在顯示器上實時顯示強度圖像，覆蓋在強度圖像上的是底部監測圖像，給操作者提供質量控制工具。

（13）1PPS脈沖處理和時間標記：數據時間標定依靠輸入的1PPS脈沖和相關的時間信息。

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

1.3 應用領域

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

超淺水測量

河湖水利測繪

海岸測繪

環境調研

棲息地測繪

港口測繪

水文測量

近海水下測繪

管道探測

管線路由探測

疏浚前后和環境測量

護岸測量

無人潛行器測量

調查和復原

場地清理測量

水下探測和目標定位

1.4 安裝方式

1.4.1 船側舷安裝

設備安裝要求如下：

（1）必須安裝在船上牢固及不活動的部位；

（2）遠離船主機、副機、泵以及其他容易引入噪聲和振動的地方；

（3）安裝桿要在盡量靠近水線的地方設置固定點；

（4）聲吶濕端要超出船底；

（5）安裝點在舷側中段或靠前位置，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 多波束聲吶實地側舷安裝示意圖

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 應用案例

1.5.1 案例1-易水湖水底地形測量

2021年，星天海洋團隊前往河北易水湖對新一代MINI型多波束產品GeoBeam 400M進行綜合測試。

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48.5米。易水湖普遍水深在5-35m，水下環境復雜，地勢起伏明顯。

經分析，GeoBeam400M所采水深點云數據緊湊，的反映了地貌特征。