多波束声纳测深新方法：精确确定到达角与旅行时

本文主要探讨了多波束声纳测深系统的精确测深技术，针对传统的波束强度检测方法如BDI（Backscatter Detection Index）和WMT（Waveform Matched Tracking）存在的不足，提出了一种创新的回波最大强度优先法。该方法首先通过中值滤波、局部方差检测和小波分析相结合的方式，有效地剔除异常数据，确保测量数据的准确性。这种方法将每个发射接收周期的幅度数据视为二维信号，运用图像处理的技术，如峰值区域的分割，来获取到达角(DOA)和旅行时(TOA)的高精度信息。 到达角DOA和旅行时TOA在多波束测深中起着关键作用，DOA决定了声波在测线上的位置，TOA则反映了声波传播的距离，两者共同决定了测点的三维空间坐标。传统的幅度检测方法在入射角较小的情况下性能较好，但对于较大入射角的边沿波束检测精度较低；而相位检测则反之。精密多波束测深系统巧妙地利用这两种方法的优势，通过相位检测边缘波束的相对位置，而幅度检测中间波束的距离信息，从而实现整个波束旅行时的精确测定，提高了系统的整体测深精度。 作者阳凡林、赵建虎、周丰年和独知行分别来自山东科技大学地球信息科学与工程学院、武汉大学测绘学院以及长江水利委员会长江口水文水资源勘测局，他们的研究得到了山东省重点实验室开放研究基金和国家自然科学基金的支持。文章通过模拟数据分析，验证了回波最大强度优先法的有效性和优越性，为提高多波束声纳测深技术的精度提供了新的理论依据和技术路径。本研究的结果对于水下地形测量、海洋资源勘探以及航海导航等领域具有重要意义。