船用测深仪校准
1. 概述
船用测深仪是利用超声波反射原理测量水体深度的导航与勘测设备，分为单波束和多波束两种类型。为保证航行安全及水下地形测量数据的准确性，需依据国际海道测量标准（IHO）及相关国家计量规程对仪器进行定期校准。校准内容包括换能器安装偏差校正、声速剖面设定、吃水改正及测深精度验证。
2. 校准前准备
2.1 设备检查
检查换能器表面是否光滑，无附着物、划痕或气泡。
检查电缆及插头密封性能，确保水密性符合IP68标准。
确认测深仪主机、显控单元及电源连接正常，软件版本为最新有效版本。
核实船舶吃水标记与实际吃水值的一致性。
2.2 标准设备
声速剖面仪：用于测量水体不同深度的声速值，测量误差不大于±0.2 m/s。
高精度GPS/RTK：用于定位校准区域，平面定位误差不大于±0.1 m。
验潮仪/水位计：用于获取潮汐改正数据，水位测量误差不大于±1 cm。
检查板/标准杆：用于现场比测，长度经计量检定合格，误差不大于±1 mm。
2.3 环境要求
校准区域应选择在水流平缓、底质平坦坚硬（如岩石、硬黏土）的水域。
水域深度应介于测深仪量程的20%~80%之间，且无明显淤积。
避开强磁场干扰源（如海底电缆、大型金属构筑物）。
海况不大于3级，船速控制在2节以内，以减少船体晃动影响。
3. 校准项目与方法
3.1 换能器安装偏差校准（横摇、纵摇、艏向）
横摇与纵摇校准：利用船舶在静水中的自然摇摆或在专用校准架上进行。记录船舶姿态传感器（MRU）数据与换能器实际角度偏差，偏差应不大于±0.2°。
艏向偏差校准：在已知方位角的直线航迹上往返测量。比较GPS航向与测深仪换能器艏向角，偏差应不大于±0.5°。
将偏差值输入测深仪软件进行安装矩阵改正。
3.2 声速校准
现场声速测量：使用声速剖面仪从水面至水底进行全剖面测量，记录各深度层的声速值。
声速输入：将实测声速剖面数据导入测深仪，或计算平均声速输入。
比对验证：在未进行声速改正的条线下，测深数据与水深检查板读数偏差应大于未进行声速改正的情况。经声速改正后，误差应符合精度要求。
3.3 吃水改正校准
静态校准：船舶停泊于静水区，使用检查板将已知长度的标准杆垂直置于水底。
测量换能器底面至水面的距离（静态吃水），记录测深仪读数。
按公式计算吃水改正值：
D c = H m − (H g − H t )
其中， D c 为吃水改正数， H m 为测深仪读数， H g 为GPS天线高， H t 为水面至海底的实际深度（标准杆长度）。
将吃水改正数输入系统，重复测量3次，取平均值。
3.4 测深精度校准
检查板法：将检查板放置于水底，在板上方进行多次测深。计算测量平均值与检查板已知厚度的差值，误差应不大于±0.1 m（水深小于20 m时）或±0.5% H（水深大于20 m时，H为水深值）。
比测法：使用另一台经检定合格的测深仪在同一断面进行同步测量。两台仪器读数之差应符合上述精度指标。
多波束全覆盖校准：对于多波束测深仪，检查边缘波束与中央波束的深度一致性，边缘波束误差可适当放宽，但不应超过中央波束误差的2倍。
3.5 换能器功能检查
单波束：检查发射功率、接收灵敏度及盲区范围。盲区距离应符合技术规格书要求。
多波束：检查波束角覆盖宽度（扇区开角），通常为120°或150°，实际覆盖角度与标称值偏差不大于±2°。
4. 校准数据处理
原始数据需进行潮汐改正，采用临近验潮站或现场水位计数据进行修正。
剔除因气泡、船体噪声引起的异常跳点，剔除采用3σ准则。
声速剖面对深度的影响量按下列公式修正：
ΔD = D m × V m ΔV
其中， ΔD为深度改正数， D m 为测量深度， ΔV为声速偏差， V m 为平均声速。
最终成果的不确定度评定依据IHO S-44标准执行。
5. 校准周期
新装设备或大修后，必须在出航前进行校准。
常规作业环境下，声速剖面仪校准周期为12个月，测深仪整体校准周期为6个月。
更换换能器、姿态传感器或GNSS天线位置变动后，必须立即重新校准。
在浅水区或高精度测量任务前，应进行现场简易校准（如检查板比对）。
6. 校准记录与报告
校准记录应包含：船舶名称、仪器型号、校准时间、地点坐标、环境参数（水温、盐度、潮位）、标准器信息、原始数据文件、处理参数及结果。
出具校准报告，明确给出安装偏差角、吃水改正数、声速剖面数据及测深精度评估结果。
记录保存期限不少于5年，电子数据需进行双备份。
7. 注意事项
校准作业前，需确保换能器表面无附着生物，必要时使用淡水冲洗。
测量过程中，避免船舶大幅度转向或变速，以减少动态误差。
多波束测深仪校准时，需确保换能器表面无气泡吸附，否则会影响声波耦合。
长期停航后复航，即使未到校准周期，也应进行功能性检查与简易校准。
