星天国产便携式多波束系统

1.1 系统概述

GeoBeam400M是为满足广大客户群体的轻便式作业的迫切需求，专注于新一代小型智能化、集成化、高精度、免校准的便携式多波束系统。该产品充分体现了行业发展的理念，保证了测量精度的同时，紧凑小巧，智能轻便，功耗低，随时随地进行快速测量，打破了传统多波束的施测局限性。GeoBeam400M，单人即可轻松施测，其紧凑特性更适宜于USV/AUVROV等多平台搭载，拓展式多样化作业。

GeoBeam400M，超集成化多波束测深系统，是工程作业人员绝对值得拥有的新一代测绘神器。

1.1.1 系统组成图

GeoBeam400M内置惯导、GPS能实时、连续地向多波束测绘系统提供航向角、横摇角、纵摇角、速度、位置及升沉信息。此设备具有体积小、重量轻、启动快、精度高、可靠性高等特点。

图2 GeoBeam400M便携式多波束测深系统图

1.2 星天国产便携式多波束系统优势特性

GeoBeam400M便携式浅水多波束测深系统的主要特性总结如下：

（1）测深精度：满足IHO-S44《海道测量规范》。

（2）分辨率：动态聚焦的波束形成即使在短量程内也可获得超高分辨率。

（3）最大更新速率：140°扫宽条带由一次单一发射获取，发射频率高达60Hz（取决于量程）。

（4）耐压深度：GeoBeam400M湿端和防水线缆最大耐压深度为50米。

（5）波束形成：处理原始信号，包括了延时和相位旋转的波束形成。

（6）底部探测：底检测算法使用一个结合能量中心和零相位十字交叉算法，用来以最高精度探测每个波束的海底地形。

（7）波束分布：两个标准的波束模式为等角和等距模式。操作者可从两种不同的波束模式中选择的操作模式，进而获得*化声呐操作。

（8）可选波束密度：高达1024个波束。

（9）可变扫宽：操作者可自行调节条带扫宽，设置范围从30°到140°。

（10）自动追底：实现自动采集数据，系统自动设置声呐参数，包括测深范围、增益、功率和扫宽。

（11）在线波束模式选择：无需中断测量过程，可选择波束数量。

（12）实时质量控制显示：GB400M多波束系统在显示器上实时显示强度图像，覆盖在强度图像上的是底部监测图像，给操作者提供质量控制工具。

（13）1PPS脉冲处理和时间标记：数据时间标定依靠输入的1PPS脉冲和相关的时间信息。

（14）波束数据记录：GB400M多波束系统能够生成操作者可配置的波束数据，可以通过截屏、录像或是直接保存至本地硬盘。

1.3 应用领域

GeoBeam 400M便携式浅水多波束测深系统拥有的测量技术，可以在不同的情况下满足您需要的各种需求，可应用于：

超浅水测量

河湖水利测绘

海岸测绘

环境调研

栖息地测绘

港口测绘

水文测量

近海水下测绘

管道探测

管线路由探测

疏浚前后和环境测量

护岸测量

无人潜行器测量

调查和复原

场地清理测量

水下探测和目标定位

1.4 安装方式

1.4.1 船侧舷安装

设备安装要求如下：

（1）必须安装在船上牢固及不活动的部位；

（2）远离船主机、副机、泵以及其他容易引入噪声和振动的地方；

（3）安装杆要在尽量靠近水线的地方设置固定点；

（4）声呐湿端要超出船底；

（5）安装点在舷侧中段或靠前位置，不能安装在船尾；

（6）安装支架顶端平面与水面距离要小于1米。

安装支架与船体可通过焊接或者螺钉固定以进行固定连接，推荐使用焊接固定，安装柱与安装支架配合使用。

图3 多波束声呐实地侧舷安装示意图

1.4.2 USV/无人船安装

图4 USV/无人船式船底安装示意图

1.5 应用案例

1.5.1 案例1-易水湖水底地形测量

2021年，星天海洋团队前往河北易水湖对新一代MINI型多波束产品GeoBeam 400M进行综合测试。

易水湖位于易县城西南25公里处，水域面积约27平方公里，容量为3.9亿立方米，最深处达48.5米。易水湖普遍水深在5-35m，水下环境复杂，地势起伏明显。

经分析，GeoBeam400M所采水深点云数据紧凑，的反映了地貌特征。