海测规范▏拟修订《海道测量规范》之水深测量（二）

【编者按】现编发国标《海道测量规范》“送审稿”（2012年）内容，其目的是为了业界人士相互学习、交流与讨论，并欢迎业界同行们就此发表自己的意见，以便于更好地适应本行业作业需要，并根据新的技术发展进一步完善与补充，使之更加全面，具有更好的现势性和可操作性。为此，我们平台推出“海测规范”栏目，每周一篇，分篇编发“送审稿”里的章节内容，本篇是“水深测量”章节的第二部分。针对该“送审稿”提出的意见与建议请发至[e-mail]；[e-mail]。当然，“送审稿”仅供大家相互学习、交流与探讨，在正式颁布前不能作为强制执行的标准，现有执行标准仍为《海道测量规范》（GB12327-1998）标准，特此说明。

⒋ 测深仪的选用

在选择测深仪时，主要应考虑深度测量范围、测深精度、分辨率、覆盖面积、覆盖重迭带、检测可靠性以及测区的重要性、底质等因素。地貌复杂海区，应选择垂直指向角小的回声测深仪；有悬浮泥的港池、调头区、航道等海区应选用双频测深仪；港湾、航道、锚地和近岸测量应选用浅水回声测深仪；深水区测量一般选用量程适中的深水回声测深仪。

⒌ 测深仪主要技术指标：

⑴测深精度：测量成果满足本标准深度测量的精度要求；

⑵工作频率：10～450kHz；

⑶换能器垂直指向角：单波束3°～30°、多波束脚印0.5°～3°；

⑷连续工作时间：大于24h；

⑸适航性：船速不小于15kn，当船横摇10°和纵摇5°的情况下仪器能正常工作；

⑹记录方式：模拟记录和数字记录两种。

⒍ 测深仪的检验和校正

⑴出测前应对单波束回声测深仪进行下列试验：

①停泊稳定性试验。试验场必须选择在水深大于5m的海底平坦处，连续开机时间不得少于8h；试验中，每隔15min比对一次水深，水深比对重复精度应在0.4m以内。模拟记录应连续、清晰、可靠。对于非固定安装的测深仪，可在仪器房内利用水深模拟器进行8h的稳定性试验；

②航行试验。当测深仪换能器安装后或变换位置时都应进行航行试验。试验时，选择水深变化较大的海区，检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常。试验不合格的仪器，不能用于测深。

⑵出测前应对多波束回声测深仪进行下列试验：

①停泊稳定性试验。选择水深大于20m的海底平坦区，连续开机8h以上；比对中央波束的水深限差应小于±0.2m；

②航行试验。当测深仪换能器安装后或变换位置时都应进行航行试验。试验时，选择海底地貌起伏有代表性的海区，进行不同深度和不同航速下的多波束水深测量，检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，要求每个发射脉冲接收到的波束数大于总波束数的95%。试验不合格的仪器，不能用于测深。

⑶测深仪的操作和维护应按其说明书及本标准的规定执行，在测深过程中测深仪电源电压的变化不得超过额定最低电压的10%。

⑷使用测深仪时，应测定仪器的总改正数。总改正数包括以下各项改正数的代数和：声速改正数、吃水改正数（静态和动态吃水改正数的代数和）。

⑸用校对法直接求测深仪改正数适用于0～20m水深，可用水听器或检查板对测深仪进行校正。校对仪器时，测深仪器应处于正常工作状态，海况平静，船只处于漂泊和平稳状态下进行。改正数求法如下：

用检查板或金属绳水铊时:

△Z_T＝Z_v－Z_s

式中：

△Z_T─测深仪的总改正数，m；

Z_v─水听器或检查板的深度读数，m；

Z_s─测深仪测得的深度读数，m。

用水听器时：

①当换能器在船底时，如下图所示，水听器与测深仪发射换能器存在一个水平距离d时，则:

△Z_T＝Z_v－[Z_s²－d²]^1/2

②换能器采用舷挂法安装时，检查板或水听器应置于换能器正下方，并与水面垂直，则:

△Z_T＝Z_v－Z_s

式中：

△Z_T─测深仪的总改正数，m；

Z_v─水听器或检查板的深度读数，m；

Z_s─测深仪测得的深度读数，m；

d—水听器与发射焕能器之间的水平距离，m。

⑹多波束测深时，需按要求进行声速剖面测量，以进行声线弯曲改正。

⒄利用水文资料计算测深仪改正数。该法适用于水深为20～200m。计算方法见附录H1。

△Z_T＝△Z_v＋△Z_n＋△Z_b

式中：△Z_v——声速改正数，m；

△Z_n——转速改正数，m；

△Z_b——吃水改正数，m。

其中：

△Z_v＝F×Z_i＝(C_i/C₀－1)×Z_i

式中：F——校正系数；

C₀——测深仪设计声速，m/s；

C_i——各水层声速实际值（由测得各层温度、盐度计算求得），m/s；

Z_i——各水层深度，m。

⑻大于200m水深的声速改正数，使用《中国近海回声测深声速改正表》，测区范围超出《中国近海回声测深声速改正表》范围的使用《回声测深声速改正数表》（简称马修斯表）或使用拟合公式进行改正，见附录H2。小于200m水深的声速改正数，也可使用《中国近海回声测深声速改正表》进行改正。

⑼声速改正数也可使用经过检验的声速剖面仪直接测定。

⑽0～20m水深用校对法检查测深仪时，同一测区内，每台仪器一般应于测深开始第一天的测前和测后进行改正数的测定（测前、测后检查时间应控制在测深开始与结束的前后两个小时以内）。相同深度测前、测后改正数差不得超过2σ（σ值为测深精度）。以后每隔15天测定一次，在此期间内每天开始测深前只需比对一个水深，当发现与第一天的改正数曲线相同深度比较超过2σ时，应立即重新进行测前、测后仪器改正数测定。每天比对一个水深时，水深应大于5m，且应在测区进行。用水听器检查每一个深度时，同一深度在测深仪记录纸上，比对不得超过三次。当仪器故障、进行大修或更换测深仪的主要部件时，要重新测定仪器改正数。

⑾用校对法检查测深仪时，每次测前和测后的检查点数规定如下：

①当DZ≤5m时，应检查二个点（最浅、最深）；

②当5m＜DZ≤10m时，应检查三个点（最浅、中间、最深）；

③当DZ＞10m时，应检查四个点（最浅、最深、中间二个点。要求中间两个点分布均匀）。

DZ为测区最浅、最深水深的差值。

⑿校对测深仪使用的金属绳，在每次校对仪器之前（不包括每天比对水深点）应检验一次，如有误差应立即调整其深度符号于正确位置处。

⒀在水文要素变化大的海区，如流量较大的江河出口地段，持续暴雨和台风后岸边浅水区等，均应增加测深仪检查次数。

⒁使用水铊测深，水铊绳必须使用伸缩小的材料制成，每工作日测前和测后均应检验水铊绳。检验时，读至厘米。

⒂单波束测深声速剖面测量的一般规定：

①应在水深测量作业前实施声速剖面测量；

②声速剖面测定点应选择在测区内最深处，同时记录测定点位置。河口地区应在测区河流入海口增加声速剖面测定点位；

③声速测量控制时段一般为测量日期前后各3天。遇有温度剧烈变化应增加声速剖面测量次数，减少测量控制时段。

④为保证测量精度，声速剖面仪入水后要停留10s以上，水中下放和提升速度小于0.5m/s；

⑤每年应对声速剖面仪进行计量检定。

⒃多波束测深声速剖面测量的一般规定：

①一、二级精度测量，在0.5°×0.5°范围内，每天早、中、晚各进行一次声速剖面采样；海况条件不允许时，早上、晚上声速剖面采样可交替进行，但每天至少应保证2次声速剖面采样；相邻声速剖面采样点之间直线距离不得大于60km。

②三、四级精度测量，在1.0°×1.0°范围内，每天早、中、晚各进行一次声速剖面采样；相邻声速剖面采样点之间直线距离不得大于110km；水深＞2000m时的声速剖面数据可根据实测声速数据、全球声速及历史声速进行补充。

③作业过程中，当边缘波束出现对称弯曲现象时，应及时更新声速数据或重新进行声速剖面测量；

④声速剖面的声速测量精度应优于1m/s。

⒄多波束系统的符合性检查：

应在平坦水域利用校对法或利用经过检验的单波束测深仪对多波束中心波束测得的水深进行比对，比对互差不得大于“深度测量极限误差规定”所规定的深度精度的两倍，否则应重新比对或重新进行声速剖面测量。

⒎ 水深测量实施

⑴两定位点间内插深度点的要求：

①机动船在航速、航向不变的情况下，用单波束测深仪测深，允许按一定时间间隔进行内插；

②使用非机动船测深时，定位点间不许插点。

⑵在下列情况下应进行补测：

①对一般海区测深仪回波信号或数字记录以及两定位点间测深线漏测在定位图上超过3mm时，均应补测。对地貌复杂海区，不得发生漏测现象；

②纸介质记录式测深仪的零信号或回波信号不正常，不能正确量取水深时；

③不能正确勾绘等深线和海底地貌探测不完善时；

④验潮工作时间不符合要求时；

⑤测深线间隔超过规定间隔的二分之一时；

⑥多波束测量，有效重叠宽度未达到规定或出现断、漏测时。

⑶具有下列情况之一时应进行重测：

①主、检比对超过10.4.1.7的规定要求时；

②定位中误差超限时；

③所使用的定位仪及测深仪不符合本标准要求时；

④其它严重违反本标准要求时。

⑷多波束水深测量实施：

①根据多波束更新率、波束脚印和测区最浅水深确定船只的最大航速；

②船只应提前3min上线，保持匀速直线航行，航向的修正速率不得超过5º/min；

③船偏离航线不能超过条幅宽度的10%；

④更换测线时，船只必须在测线延长线上匀速直线航行3min，然后再转向；

⑤测线开始、结束和每隔15min必须进行班报记录；遇有特殊情况，须随时进行班报记录。

⑥测量中如发现航行障碍物，须在不同方向对其进行探测，以测出其范围和最浅深度；

⑦海上测量工作中，应及时绘制航迹图和条幅图；

⑧海上测量工作结束后，作业组应全面整理海上测量资料，在此基础上，按“技术总结”的有关内容编写“海上测量总结报告”。

⑸航行障碍物的探测

①对危及船只航行安全的障碍物如礁石、沉船、浅地等，均应准确测定其位置、最浅深度（或干出高度或高程）、范围和性质，对新发现的障碍物要及时上报。

②各种障碍物位置的测量，必须至少有一个多余观测，其位移不得大于5m，取中数作为其位置。

③明礁及干出礁的高度（高程）应登礁测定，干出礁的干出高度也可观测适淹时间测定；同时测量其范围，并在手簿上描绘草图。

④水下航行障碍物的探测要求：

❶特殊深度或浅地：特殊深度按水深变化率分成三级：弱级10%～20%，中级20%～30%，强级30%以上。对特殊深度或浅地的探测，应在已测资料的基础上，首先进行搜索探测（即以特殊深度为中心布设3～4条相互交叉或平行的测深线），以大体弄清其延伸范围及判断更浅水深的走向。如发现有更浅水深，应继续探测，以确实探明其最浅水深及位置；

❷暗礁：中级以上且深度小于40m的孤立礁石，必须进行加密或放大比例尺探测。凡由旧图转绘的暗礁，当新测的最浅水深与旧图注记的水深之差大于旧图注记水深值的2倍测深精度时，应进一步探测或扫测；

❸对特殊深度探测的详尽程度，一般不应机械地按其等级之强弱而应根据其所处海区地貌情况及其重要性来确定。如对航行有影响的地段或处于平坦地段的特殊深度，即使是弱级特深也应详尽探测；对于航行无甚影响或地貌复杂海区，一般对中、强级特深才予以详细探测；

❹对已有可靠资料或经调查已知其概位的水下障碍物，可请熟悉情况的有关人员协助探测，或采用扫测方法探测其最浅深度及位置，并适当加密以探测其范围；

❺对水下障碍物进行加密探测时，加密线的间隔一般为图上0.25～0.5cm；加密线的方向应视具体情况确定，必要时可放大比例尺探测或结合多波束测深系统、侧扫声纳系统实施全覆盖探测。

⑤群礁地区的探测，应测出其最外围礁石和主要礁峰的位置、高程（高度），并适当描绘其它礁石的相对位置和绘出群礁的危险界。

⑥对航行障碍物的探测结果，应填写障碍物探测一览表。

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