《海底地形地貌调查多波束测深技术要求》(报批稿).pdf

ICS 07 060 A 45 中 华 人 民 共 和 国 海 洋 行 业 标 准 HY HY T XXXXX 201X 海底地形地貌调查多波束测深技术要求 Requirement for submarine topography and geomorphology investigation of Multi beam echo sounding 报批稿 201 发布 201 实施 自然资源部 发布 HY T 201 I 目 次 前言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语与定义 1 4 一般要求 2 4 1 调查目的 2 4 2 采用基准 2 4 3 调查方式 3 4 4 调查基本内容 3 4 5 调查测线布设要求 3 4 6 调查准确度要求 3 4 7 数据成图要求 4 5 测量要求 4 5 1 资料收集 4 5 2 技术设计书的编制 5 5 3 测前准备 5 5 4 水位控制与改正 7 5 5 海上测量 7 5 6 外业资料检查 整理与验收 9 6 资料处理与汇编 10 6 1 数据处理 10 6 2 数据成图 10 7 报告编写 10 7 1 航次报告 10 7 2 资料处理报告 11 8 资料检查与验收 11 8 1 检查验收依据 11 8 2 人员组成 11 8 3 检查与验收要求 11 9 调查资料和成果归档 11 9 1 归档要求 12 9 2 归档内容 12 HY T 201 II 附 录 A 资料性附录 海底地形地貌调查工作日志 13 附 录 B 资料性附录 多波束海底地形地貌调查班报表 14 附 录 C 资料性附录 声速剖面观测记录表 15 附 录 D 资料性附录 多波束海底地形地貌调查数据后处理班报表 16 附 录 E 资料性附录 海底地形地貌调查成果图整饰格式 17 附 录 F 资料性附录 海底地形地貌调查成果检查验收内容 18 参考文献 21 HY T 201 III 前言 本标准根据GB T1 1 2009给出的规则起草 本标准由自然资源部提出 本标准由全国海洋标准化技术委员会 SAC TC283 归口 本标准起草单位 自然资源部第二海洋研究所 海军海洋测绘研究所 广州海洋地质调查 局和珠海云洲智能科技有限公司 本标准主要起草人 吴自银 黄辰虎 李守军 关永贤 尚继宏 肖波 罗孝文 赵荻能 蒲进菁 唐梓力 梁效林 HY T 201 1 海底地形地貌调查多波束测深技术要求 1 范围 本标准规定了以水面舰船为载体 使用多波束测深系统进行海底地形地貌调查的基本原则 具 体要求和实施方法 本标准适用于海洋调查多波束海底地形地貌调查作业 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件 仅注日期的版本适用于本 文件 凡是不注日期的引用文件 其最新版本 包括所有的修改单 适用于本文件 GB T 12763 10 海洋调查规范 第 10 部分 海底地形地貌调查 GB T 32067 海洋要素图式图例及符号 3 术语与定义 下列术语和定义适用于本文件 3 1 多波束测深系统 multi beam echo sounding system MBESS 由多波束测深仪及其相关外部设备 定位仪 罗经 运动传感器 表层声速计 声速剖面仪等 和数据采集和数据后处理软硬件组成的系统 3 2 纵倾角度 pitch 多波束测深系统声学换能器基准面前后倾斜的角度 3 3 纵倾偏差 pitch offset 纵倾角度的测量值与实际值的差值 3 4 横摇角度 roll 多波束测深系统声学换能器基准面左右摇摆的角度 3 5 横摇偏差 roll offset 横摇角度的测量值与实际值的差值 3 6 艏向偏差 yaw offset 多波束换能器艏向方向与罗经指向之间存在的差值 3 7 起伏高度 heave HY T 201 2 测量船作上下升沉运动 起伏高度的变化值 也称为升沉值 3 8 波束接收率 beam acceptance rate 多波束测深仪接收波束数与设备发射波束数的百分比 3 9 脚印 foot print 一个波束在海底照射的面积 即波束立体角与海底面的交切面 发射波束与海底反射接收波束 相交形成一系列的波束脚印 即波束在海底投射形成的斑块 它们是海底地形地貌的一组采样点 排列形成一个带状区域 3 10 扫幅宽度 swath width 一次完整发射 Ping 波束所产生脚印在垂直龙骨方向上的累计长度 即测线两侧最远到达的 距离之和 注 同义词为覆盖宽度 条幅宽度 3 11 条幅重叠率 swath overlap rate 相邻测线间条带重叠部分的宽度与覆盖宽度的百分比 3 12 全覆盖测量 full coverage survey 多波束勘查时 波束脚印无缝衔接测量 实现调查区内各相邻测线间无测量空白 且相邻条幅 重叠率达到指定要求 4 一般要求 4 1 调查目的 根据任务要求实施多波束调查 获取海底地形地貌数据 通过对调查数据的校正和改正 进行 数据分析 处理和成图 编绘调查区海底地形地貌图 4 2 采用基准 4 2 1 坐标系统 采用 2000国家大地坐标系 CGCS2000 4 2 2 高程基准 采用 1985国家高程基准 远离大陆的岛礁 高程基准采用当地平均海面 4 2 3 深度基准 采用理论最低潮面 4 2 4 时间系统 HY T 201 3 采用世界协调时 Coordinated Universal Time UTC 时间 4 2 5 投影 小比例尺采用墨卡托投影或通用横轴墨卡托投影 UTM投影 基准纬度根据调查与成图区域 确定 以尽量减少图幅变形为原则 大中比例尺采用高斯 克吕格投影 比例尺大于1 10000时 采用 高斯 克吕格3 带投影 比例尺1 25000至1 50000时采用高斯 克吕格6 带投影 4 2 6 分幅 采用国际标准分幅或自由分幅 4 2 7 基准纬度 根据调查与成图区域确定 以尽量减少图幅变形为原则 4 3 调查方式 a 调查方式为船载走航连续测量 b 使用 GNSS 进行导航定位 c 根据调查目的及任务具体要求结合调查区域特点 采用测线网方式或全覆盖方式调查 d 海底地形地貌调查可结合其它海洋地球物理调查 物理海洋调查等同步进行 4 4 调查基本内容 海底地形地貌调查基本内容包括 导航定位 系统参数测定 深度测量 数据处理与成图 其 中各项参数包括校准参数 船的配置参数 船舶吃水 船舶姿态 声速剖面和水位等 4 5 调查测线布设要求 调查测线布设要求如下 a 多波束测深系统以全覆盖或测线网方式开展调查 全覆盖测量时主测线应平行于测区等深 线方向布设 相邻条幅重叠率应不少于测线间距的 10 检查线方向应尽量与主测线垂直 测线网测量时 主测线宜垂直于测区等深线方向布设 b 检查线应分布均匀 与主测线相互交叉验证 检查线长度不少于主测线总长的 5 且至少 布设一条跨越整个测区的检查线 c 不同类型仪器 不同作业时期 不同作业单位之间的相邻调查区块结合部分 应进行测量 成果重复性检验 应至少有一条重复检查测线 4 6 调查准确度要求 4 6 1 导航定位准确度 导航定位准确度要求应优于5m 4 6 2 水深测量准确度 水深测量准确度要求如下 a 水深小于 30m 时 水深测量准确度应优于 0 3m b 水深大于 30m 时 水深测量准确度应优于水深的 1 4 6 3 水深测量准确度评估方式及指标 HY T 201 4 1 水深测量准确度评估方式 a 水深测量成果准确度依据主测线和检测线的交叉点深度不符值统计特性来进行评定 检测 地点应选择在平坦海底地形的海域 重合点相距为图上 1 0mm 以内 b 对交叉点深度不符值进行系统误差及粗差检验 剔除系统误差和粗差后 水深小于 30m 时 不符值限差为 0 6m 水深大于 30m 时不符值限差为水深的 2 c 超限点数不应超过参加比对总点数的 10 2 水深测量准确度评估指标 评估方式利用主测线与检查线交叉点水深不符值进行水深测量精度评估 计算公式为 n d M n i i 2 1 2 式中 M 表示交叉点水深不符值中误差 单位为 m i d 表示第i个交叉点的水深不符值 单位为 m n 表示主测线与检查线交叉点个数 4 7 数据成图要求 4 7 1 图式符号 图式符号执行GB T 32067 4 7 2 等深线绘制 a 等深线分为计曲线 基本等深线 首曲线 辅助等深线 间曲线 b 等深距划分以清晰 美观 科学和客观反映海底地形地貌变化为原则 可根据调查比例尺 调查海域 地形地貌变化和任务书要求适当调整等深线间距 4 7 3 水深成果图 图幅标题为 海底地形地貌调查 图名命名为测区名 图幅编号为 XX YYYY ZZ XX 表示测 图比例尺 YYYY 表示测量年份 ZZ 表示测图序号 阿拉伯数字 4 7 4 海底三维地形图 对于多波束水深测量 应制作海底三维地形图 海底数字高程模型 DEM 网格间距应不大于图 上 0 2mm 5 测量要求 5 1 资料收集 根据测区特点及任务要求 所收集的资料包括 a 最新测量的水深数据和最新出版的海底地形地貌图 海图 b 验潮站和水文站资料 HY T 201 5 c 助航标志及航行障碍物情况 d 其它与调查有关的资料 5 2 技术设计书的编制 编制技术设计书 其主要内容如下 a 任务来源及测区概况 b 已有资料及前期施测情况 c 任务总体技术要求 包括测区范围 采用基准 测量比例尺 图幅和测量准确度要求等 d 作业技术流程 e 水位控制 包括验潮站布设 观测与水准联测等 技术设计和论证分析 f 吃水 声速 姿态等测深改正参数方案与要求 g 水深测量与航行障碍物探测技术方案与要求 h 测量装备需求以及仪器检验项目与要求 i 数据处理与成图要求 j 工作量 人员分工及进度安排 k 质量与安全保障措施 l 预期提交成果及测量工作总结要求 m 成果验收与资料归档要求 n 相关图表及附件 技术设计书经内部审查通过后 装订成册 形成实施方案 由设计人员签名 主管业务负责人 签署意见后报批 经上级业务主管部门或任务下达单位审查批准后方可实施 5 3 测前准备 5 3 1 仪器设备要求 所使用的调查仪器设备功能和准确度应能满足以下要求 1 GNSS 接收机要求 a GNSS 接收机的数据更新率应不低于 1Hz b 出测前在已知点进行 24h 定位精度试验及稳定性试验 采样间隔应不大于 1min c 卫星高度角 10 d GNSS 天线应牢固架设在测量船的开阔位置 并避开电磁干扰 2 声速剖面仪要求 a 声速剖面测量准确度应优于 0 5m s b 声速剖面仪工作水深应大于测区最大水深 满足全水柱声速剖面测量要求 3 潮位仪要求 a 潮位仪观测准确度应优于 5cm 时间准确度应优于 1min b 沿岸潮位站不能控制测区水位变化时 可利用自动验潮仪 高精度差分 GPS 测量潮位或潮 HY T 201 6 汐数值预报方法进行潮位测量 4 多波束测深系统要求 多波束测深系统功能和主要技术指标应达到如下要求 a 中浅水多波束换能器波束角应不大于 1 5 1 5 深水多波束换能器波束角应不大于 2 0 2 0 b 在扇区开角不大于 150 时 有效波束接收率不低于 80 c 运动传感器横摇 纵摇测量准确度应优于 0 05 升沉测量准确度应优于 0 05m 艏向测量 准确度应优于 0 1 d 需装备表层声速仪 且可正常使用 5 3 2 测前检测与系统安装要求 1 测前检测要求 在多波束测深系统正式进行系统参数测定和海上测量工作前 定位设备 表层声速仪 声速剖 面仪 罗经 运动传感器等设备应按各自要求进行检定 校准 或自校 确保系统正常工作 2 系统安装要求 多波束测深系统的安装应满足如下要求 a 多波束换能器应安装在噪声低且不宜产生气泡的地方 b 运动传感器应安装在能准确反映多波束换能器姿态的位置 其方向平行于测量船的轴线 c 艏向测量仪应安装在测量船的艏尾线上 方向指向船艏