CN115184910A - 一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法 - Google Patents

一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法 Download PDF

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CN115184910A CN202211107145.2A CN202211107145A CN115184910A CN 115184910 A CN115184910 A CN 115184910A CN 202211107145 A CN202211107145 A CN 202211107145A CN 115184910 A CN115184910 A CN 115184910A
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Abstract

本发明提供一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，包括：利用仪测水深回声数据最强回波对水深数据进行校对，对水温跃层进行SVP梯度改正，得到断面预处理数据集
Figure 824708DEST_PATH_IMAGE001
；对所述断面预处理数据集
Figure 24745DEST_PATH_IMAGE001
进行断面起点距计算，得到断面数据集
Figure 814846DEST_PATH_IMAGE002
；对所述断面数据集
Figure 303596DEST_PATH_IMAGE002
中的断面点按照断面点起伏形态进行区分，对断面点坡度影响最大的两个倾角进行坡度拟合；根据建立的数学几何模型，实现对河道断面的单波束测量波束角效应的水深改正；通过潮位改正，得到断面成果数据集
Figure 571767DEST_PATH_IMAGE003
；该法大大削弱单波束测深中人们常常忽略的波束角效应的影响，提高了单波束测深精度。

Description

一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法
技术领域
本发明涉及海洋测绘水深测量应用技术领域，尤其涉及一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法。
背景技术
由于单波束测深系统性能成熟、价格低廉、使用便捷，目前业内多采用单波束测量方式。单波束测深波束角效应是由于测深仪换能器自身发射波束存在一定开角，在测深过程中，测深仪换能器记录接收的声波信号作为计算水深的依据。因此测深仪记录的声波信号最强的位置，极可能为水底波束角脚印内至换能器的最短距离。波束角效应的表现形式为凸形水底地形凸点没有失真，凸部变宽。凹形水底地形凹部变浅变窄，凹点水深失真。波束角效应使得水底趋向平坦。目前在实际的项目生产中，单波束测深波束角效应带来的影响常常被忽略。根据数学几何模型表明，波束角效应的影响与水底地形的坡度、水深以及测深仪自身的波束角大小密切相关，水底地形的坡度越大、水深越深、仪器的波束角越大，对测深精度影响越大。在对上述波束角效应分析的基础上，经实测数据分析、验证，提出利用拟合坡度建立几何数学模型的方法解决波束角效应改正难题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，解决波束角效应带来的测深影响。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，包括以下步骤：
S1、利用仪测水深回声数据最强回波对水深数据进行校对，对水温跃层进行SVP梯度改正，得到断面预处理数据集
Figure 56225DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、对所述断面预处理数据集
Figure 255256DEST_PATH_IMAGE001
进行断面起点距计算，得到断面数据集
Figure 97310DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、对所述断面预处理数据集
Figure 23678DEST_PATH_IMAGE002
中的断面点按照断面点起伏形态进行区分，对断面点坡度影响最大的两个倾角进行坡度拟合；
S4、根据建立的数学几何模型，实现对河道断面的单波束测量波束角效应的水深改正；
S5、通过潮位改正，得到断面成果数据集
Figure 119941DEST_PATH_IMAGE003
。
进一步，所述S1中，断面预处理数据集
Figure 207983DEST_PATH_IMAGE001
为：
Figure 6175DEST_PATH_IMAGE004
Figure 736233DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 936270DEST_PATH_IMAGE006
为断面第
Figure 211525DEST_PATH_IMAGE007
个断面点；
Figure 231434DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 234025DEST_PATH_IMAGE009
个断面点的北坐标；
Figure 288568DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 249571DEST_PATH_IMAGE011
个断面点的东坐标；
Figure 504579DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 576440DEST_PATH_IMAGE013
个断面点的水深值。
进一步，所述S2中，断面起点距为以断面零点桩
Figure 751069DEST_PATH_IMAGE014
为起点，计算所述断面预处理数据集
Figure 351815DEST_PATH_IMAGE015
中各二维
Figure 362627DEST_PATH_IMAGE016
在断面线上的投影点至零点桩的距离；
其中，
Figure 972600DEST_PATH_IMAGE017
为断面零点桩的北坐标，
Figure 1736DEST_PATH_IMAGE018
为断面零点桩的东坐标；
设断面
Figure 38962DEST_PATH_IMAGE019
坐标方程为
Figure 68229DEST_PATH_IMAGE020
，断面另一桩点为
Figure 481893DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 365535DEST_PATH_IMAGE022
为断面另一桩点的北坐标，
Figure 573663DEST_PATH_IMAGE023
为断面另一桩点的东坐标，则：
Figure 293488DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 979685DEST_PATH_IMAGE025
Figure 983413DEST_PATH_IMAGE026
则所述断面预处理数据集
Figure 362441DEST_PATH_IMAGE027
中，二维
Figure 818831DEST_PATH_IMAGE028
在断面直线上的投影点
Figure 587679DEST_PATH_IMAGE029
为：
Figure 180334DEST_PATH_IMAGE030
若
Figure 995844DEST_PATH_IMAGE031
，则
Figure 955840DEST_PATH_IMAGE032
坐标方程为
Figure 514998DEST_PATH_IMAGE033
，则所述断面预处理数据集
Figure 493318DEST_PATH_IMAGE034
中，二维
Figure 964882DEST_PATH_IMAGE035
在断面直线上的投影点为：
Figure 661442DEST_PATH_IMAGE036
若
Figure 493132DEST_PATH_IMAGE037
方位角为
Figure 325959DEST_PATH_IMAGE038
，有象限角
Figure 723353DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 140165DEST_PATH_IMAGE040
Figure 805239DEST_PATH_IMAGE041
Figure 492573DEST_PATH_IMAGE042
若用
Figure 834168DEST_PATH_IMAGE043
值判断距离的方向，则：
Figure 708583DEST_PATH_IMAGE044
则二维
Figure 413234DEST_PATH_IMAGE045
在断面
Figure 689494DEST_PATH_IMAGE046
上的起点距表达式为：
Figure 923030DEST_PATH_IMAGE047
则，输出所述断面数据集
Figure 301052DEST_PATH_IMAGE048
为：
Figure 278236DEST_PATH_IMAGE049
,其中
Figure 674582DEST_PATH_IMAGE050
。
进一步，断面数据集中
Figure 79018DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 209917DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 725212DEST_PATH_IMAGE053
为所述断面
Figure 241644DEST_PATH_IMAGE054
上连续的三个点，则
Figure 816981DEST_PATH_IMAGE055
的凸形断面点数学表达式为：
Figure 418864DEST_PATH_IMAGE056
Figure 737850DEST_PATH_IMAGE057
的凹形断面点数学表达式为：
Figure 593942DEST_PATH_IMAGE058
Figure 605760DEST_PATH_IMAGE059
的倾斜断面点数学表达式为：
Figure 163780DEST_PATH_IMAGE060
如果
Figure 552036DEST_PATH_IMAGE061
为凸形断面点，那么：
Figure 511902DEST_PATH_IMAGE062
。
进一步，所述断面数据集中
Figure 442424DEST_PATH_IMAGE063
，
Figure 753320DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 679688DEST_PATH_IMAGE065
为断面
Figure 494060DEST_PATH_IMAGE066
上连续的三个点，那么：
Figure 847681DEST_PATH_IMAGE067
，
Figure 645873DEST_PATH_IMAGE068
其中，
Figure 861084DEST_PATH_IMAGE069
为相邻两点投影在断面上的水平间距；
则
Figure 529963DEST_PATH_IMAGE070
坡度倾角
Figure 320065DEST_PATH_IMAGE071
的相关角度
Figure 339973DEST_PATH_IMAGE072
的数学表达式为：
Figure 608144DEST_PATH_IMAGE073
令
Figure 397108DEST_PATH_IMAGE074
Figure 108843DEST_PATH_IMAGE075
，其中，
Figure 350469DEST_PATH_IMAGE076
为
Figure 422330DEST_PATH_IMAGE077
中较小值，
Figure 331380DEST_PATH_IMAGE078
为
Figure 197705DEST_PATH_IMAGE079
中较大值；
当
Figure 942938DEST_PATH_IMAGE080
时，令
Figure 552911DEST_PATH_IMAGE081
；
当
Figure 316468DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 88115DEST_PATH_IMAGE083
；
当
Figure 835491DEST_PATH_IMAGE084
时，
Figure 983575DEST_PATH_IMAGE085
，即：
Figure 615020DEST_PATH_IMAGE086
。
进一步，若断面点
Figure 823148DEST_PATH_IMAGE087
为凸形断面点，根据波束效应的规律，则认为所述凸形断面点不受波束角效应的影响；
若断面点
Figure 792241DEST_PATH_IMAGE087
为凹形或者倾斜断面点，则
Figure 478437DEST_PATH_IMAGE088
根据拟合坡度进行水深改正，得到断面改正数据集
Figure 216586DEST_PATH_IMAGE089
，改正数学模型
Figure 346347DEST_PATH_IMAGE090
及改正数据集
Figure 537157DEST_PATH_IMAGE091
为：
Figure 292624DEST_PATH_IMAGE092
其中，
Figure 885279DEST_PATH_IMAGE093
为测深仪波束角，
Figure 700788DEST_PATH_IMAGE094
为改正过后的水深值；
Figure 378894DEST_PATH_IMAGE095
，其中，
Figure 157625DEST_PATH_IMAGE096
。
进一步，依据潮位涨幅以及潮位值建立潮位数据集
Figure 870367DEST_PATH_IMAGE097
；依据原始数据建立时间数据集
Figure 591198DEST_PATH_IMAGE098
，以及断面改正数据集
Figure 756600DEST_PATH_IMAGE099
，内插改正得到断面成果数据集
Figure 853869DEST_PATH_IMAGE100
：
Figure 155537DEST_PATH_IMAGE101
Figure 63582DEST_PATH_IMAGE102
。
本发明的有益效果为：本发明利用仪测水深回声数据最强回波对水深数据进行校对，对水温跃层进行SVP梯度改正，得到断面预处理数据集
Figure 716280DEST_PATH_IMAGE103
；对
Figure 351660DEST_PATH_IMAGE103
集进行起点距计算，得到断面数据集
Figure 773415DEST_PATH_IMAGE104
；对
Figure 836048DEST_PATH_IMAGE104
中断面点按照断面点起伏形态进行区分，对断面点坡度影响最大的两个倾角进行坡度拟合；根据建立的数学几何模型，实现对河道断面的单波束测量波束角效应的水深改正；最后通过潮位改正，得到断面成果数据集
Figure 723846DEST_PATH_IMAGE105
。
该法大大削弱单波束测深中人们常常忽略的波束角效应的影响，提高了单波束测深精度，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。
附图说明
图1 为本发明一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法的流程图；
图2为本发明凸形断面点形态示意图；
图3为本发明凹形断面点形态示意图；
图4为本发明倾斜断面点形态示意图；
图5为本发明原始水深回声记录图；
图6为本发明回声校准后水深回声记录图；
图7为本发明改正模型几何示意图；
图8为本发明改正前单波束、多波束断面图；
图9为本发明改正后单波束、多波束断面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，包括以下步骤：
S1、利用仪测水深回声数据最强回波对水深数据进行校对，对水温跃层进行SVP梯度改正，得到断面预处理数据集
Figure 162917DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、对所述断面预处理数据集
Figure 704757DEST_PATH_IMAGE001
进行断面起点距计算，得到断面数据集
Figure 938292DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、对所述断面预处理数据集
Figure 300003DEST_PATH_IMAGE002
中的断面点按照断面点起伏形态进行区分，对断面点坡度影响最大的两个倾角进行坡度拟合；
S4、根据建立的数学几何模型，实现对河道断面的单波束测量波束角效应的水深改正；
S5、通过潮位改正，得到断面成果数据集
Figure 277187DEST_PATH_IMAGE003
。
实践证明，该法大大削弱单波束测深中人们常常忽略的波束角效应的影响，提高了水下断面地形测量的精度。
具体的，该改正方法中，测深仪的仪测水深在回波内存在一定的不确定性。测深仪记录的声波信号最强的位置，极可能为水底波束角“脚印”内至换能器的最短距离。为得到波束角效应最大时的仪测水深值，应对仪测回声信息最强回波进行分析校对。若测深环境存在水温跃层，应对仪测水深值进行SVP梯度改正。
所述S1中，断面预处理数据集
Figure 424265DEST_PATH_IMAGE001
为：
Figure 94281DEST_PATH_IMAGE004
Figure 943288DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 724163DEST_PATH_IMAGE006
为断面第
Figure 975015DEST_PATH_IMAGE007
个断面点；
Figure 566665DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 902968DEST_PATH_IMAGE009
个断面点的北坐标；
Figure 221954DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 592893DEST_PATH_IMAGE011
个断面点的东坐标；
Figure 339132DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 162731DEST_PATH_IMAGE013
个断面点的水深值。
基准数据获取：
由于水下地形测量的测深精度较陆上测量低，水库基准数据可根据水库蓄水前建立的测深基准场、施测的固定平坝、公路或者退水后的陆上地形获取。没有基准场的水库、天然的水域可利用多波束系统等精度更高的测深设备获取。
断面数据集获取：
所述S2中，断面起点距为以断面零点桩
Figure 36140DEST_PATH_IMAGE014
为起点，计算所述断面预处理数据集
Figure 996006DEST_PATH_IMAGE015
中各二维
Figure 178726DEST_PATH_IMAGE016
在断面线上的投影点至零点桩的距离；
其中，
Figure 489621DEST_PATH_IMAGE017
为断面零点桩的北坐标，
Figure 415989DEST_PATH_IMAGE018
为断面零点桩的东坐标；
设断面
Figure 230361DEST_PATH_IMAGE019
坐标方程为
Figure 667723DEST_PATH_IMAGE020
，断面另一桩点为
Figure 731494DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 399235DEST_PATH_IMAGE022
为断面另一桩点的北坐标，
Figure 599272DEST_PATH_IMAGE023
为断面另一桩点的东坐标，则：
Figure 654953DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 425594DEST_PATH_IMAGE025
Figure 693764DEST_PATH_IMAGE026
则所述断面预处理数据集
Figure 748308DEST_PATH_IMAGE027
中，二维
Figure 991202DEST_PATH_IMAGE028
在断面直线上的投影点
Figure 29565DEST_PATH_IMAGE029
为：
Figure 367005DEST_PATH_IMAGE030
若
Figure 26788DEST_PATH_IMAGE031
，则
Figure 361954DEST_PATH_IMAGE032
坐标方程为
Figure 356455DEST_PATH_IMAGE033
，则所述断面预处理数据集
Figure 497586DEST_PATH_IMAGE034
中，二维
Figure 729985DEST_PATH_IMAGE035
在断面直线上的投影点为：
Figure 32790DEST_PATH_IMAGE036
若
Figure 527969DEST_PATH_IMAGE037
方位角为
Figure 144895DEST_PATH_IMAGE038
，有象限角
Figure 28537DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 502244DEST_PATH_IMAGE040
Figure 674599DEST_PATH_IMAGE041
Figure 157533DEST_PATH_IMAGE042
若用
Figure 646415DEST_PATH_IMAGE043
值判断距离的方向，则：
Figure 494285DEST_PATH_IMAGE044
则二维
Figure 950674DEST_PATH_IMAGE045
在断面
Figure 971720DEST_PATH_IMAGE046
上的起点距表达式为：
Figure 33217DEST_PATH_IMAGE047
则，输出所述断面数据集
Figure 848726DEST_PATH_IMAGE048
为：
Figure 543144DEST_PATH_IMAGE049
,其中
Figure 305563DEST_PATH_IMAGE050
。
例如JC028断面数据集数据见表1
表1 某断面数据集数据
Figure 18304DEST_PATH_IMAGE106
断面点形态判断：
断面数据集中
Figure 270294DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 701275DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 1807DEST_PATH_IMAGE053
为所述断面
Figure 585366DEST_PATH_IMAGE054
上连续的三个点，请参阅图2，则
Figure 742678DEST_PATH_IMAGE055
的凸形断面点数学表达式为：
Figure 395376DEST_PATH_IMAGE056
请参阅图3，
Figure 499598DEST_PATH_IMAGE057
的凹形断面点数学表达式为：
Figure 186932DEST_PATH_IMAGE058
请参阅图4，
Figure 528527DEST_PATH_IMAGE059
的倾斜断面点数学表达式为：
Figure 668521DEST_PATH_IMAGE060
如果
Figure 310855DEST_PATH_IMAGE061
为凸形断面点，那么：
Figure 118274DEST_PATH_IMAGE062
。
所述断面数据集中
Figure 820651DEST_PATH_IMAGE107
，
Figure 447941DEST_PATH_IMAGE108
，
Figure 707015DEST_PATH_IMAGE065
为断面
Figure 572203DEST_PATH_IMAGE066
上连续的三个点，那么：
Figure 242219DEST_PATH_IMAGE067
，
Figure 356805DEST_PATH_IMAGE068
其中，
Figure 403259DEST_PATH_IMAGE069
为相邻两点投影在断面上的水平间距；
则
Figure 122953DEST_PATH_IMAGE070
坡度倾角
Figure 980182DEST_PATH_IMAGE071
的相关角度
Figure 316485DEST_PATH_IMAGE072
的数学表达式为：
Figure 104313DEST_PATH_IMAGE073
令
Figure 475251DEST_PATH_IMAGE074
Figure 752649DEST_PATH_IMAGE075
，其中，
Figure 45090DEST_PATH_IMAGE076
为
Figure 918499DEST_PATH_IMAGE077
中较小值，
Figure 675102DEST_PATH_IMAGE078
为
Figure 61084DEST_PATH_IMAGE079
中较大值；
当
Figure 371980DEST_PATH_IMAGE080
时，令
Figure 563927DEST_PATH_IMAGE081
；
当
Figure 112720DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 214144DEST_PATH_IMAGE083
；
当
Figure 277915DEST_PATH_IMAGE084
时，
Figure 211236DEST_PATH_IMAGE085
，即：
Figure 411273DEST_PATH_IMAGE086
。
进一步，若断面点
Figure 201374DEST_PATH_IMAGE087
为凸形断面点，根据波束效应的规律，则认为所述凸形断面点不受波束角效应的影响；
若断面点
Figure 690124DEST_PATH_IMAGE087
为凹形或者倾斜断面点，则
Figure 240185DEST_PATH_IMAGE088
根据拟合坡度进行水深改正，得到断面改正数据集
Figure 294729DEST_PATH_IMAGE089
，改正数学模型
Figure 193415DEST_PATH_IMAGE090
及改正数据集
Figure 966199DEST_PATH_IMAGE091
为：
Figure 303639DEST_PATH_IMAGE092
其中，
Figure 415952DEST_PATH_IMAGE093
为测深仪波束角，
Figure 564168DEST_PATH_IMAGE094
为改正过后的水深值；
Figure 558668DEST_PATH_IMAGE095
，其中，
Figure 637483DEST_PATH_IMAGE096
。
当对于凹形断面点的坡度拟合改正精度相对于倾斜断面点低，由于波束角效应的特性，凹形断面点的数学改正模型是一种估值模型。
JC028断面数据集基于上述水深改正，得到改正数据集
Figure 666619DEST_PATH_IMAGE109
数据见表2。
表2 某断面改正数据集数据
Figure 969424DEST_PATH_IMAGE110
断面点潮位改正：
依据潮位涨幅以及潮位值建立潮位数据集
Figure 654483DEST_PATH_IMAGE097
；依据原始数据建立时间数据集
Figure 818880DEST_PATH_IMAGE098
，以及断面改正数据集
Figure 968101DEST_PATH_IMAGE099
，内插改正得到断面成果数据集
Figure 645070DEST_PATH_IMAGE100
：
Figure 614163DEST_PATH_IMAGE101
Figure 97097DEST_PATH_IMAGE102
。
具体的，精度评定按照同精度观测中误差公式
Figure 38508DEST_PATH_IMAGE111
进行计算。由于水下测量的特性难以得到测量真值，大型水库可根据水下固定地物，如蓄水前建立的测深基准检校场、固定平坝、公路或退水后的陆上地形作为基准数据，没有基准场的水库、天然的水域可利用多波束系统等精度更高的测深设备获取的数据进行验证。
本示例检校数据为多波束测量数据，改正前见图7，改正后效果见图8和图9。本示例改正精度改正前中误差为：1.60m，改正后中误差为：0.41m，精度提高近2倍。
本发明在使用时，测前安装：安装测深仪，利用具有照准竖丝的全站仪、经纬仪、水准仪辅助安装，使得测深仪换能器在船舶静止状态下竖直。安装GNSS天线，利用具有照准竖丝的全站仪、经纬仪、水准仪或垂球辅助，实现GNSS天线相位中心与测深仪相位中心在竖直方向同位。量取换能器吃水深，测定水体声速，如水体有温度梯度，应测定声速剖面数据对水深进行梯度改正。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求。

Claims (7)

1.一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用仪测水深回声数据最强回波对水深数据进行校对，对水温跃层进行SVP梯度改正，得到断面预处理数据集
Figure 989559DEST_PATH_IMAGE001
；
S2、对所述断面预处理数据集
Figure 196680DEST_PATH_IMAGE001
进行断面起点距计算，得到断面数据集
Figure 155409DEST_PATH_IMAGE002
；
S3、对所述断面预处理数据集
Figure 13643DEST_PATH_IMAGE002
中的断面点按照断面点起伏形态进行区分，对断面点坡度影响最大的两个倾角进行坡度拟合；
S4、根据建立的数学几何模型，实现对河道断面的单波束测量波束角效应的水深改正；
S5、通过潮位改正，得到断面成果数据集
Figure 94732DEST_PATH_IMAGE003
。
2.根据权利要求1所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于，所述S1中，断面预处理数据集
Figure 54729DEST_PATH_IMAGE001
为：
Figure 613886DEST_PATH_IMAGE004
Figure 529890DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 47459DEST_PATH_IMAGE006
为断面第
Figure 960663DEST_PATH_IMAGE007
个断面点；
Figure 323512DEST_PATH_IMAGE008
为第
Figure 156338DEST_PATH_IMAGE009
个断面点的北坐标；
Figure 313650DEST_PATH_IMAGE010
为第
Figure 169611DEST_PATH_IMAGE011
个断面点的东坐标；
Figure 821303DEST_PATH_IMAGE012
为第
Figure 508636DEST_PATH_IMAGE013
个断面点的水深值。
3.根据权利要求2所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于，所述S2中，断面起点距为以断面零点桩
Figure 836850DEST_PATH_IMAGE014
为起点，计算所述断面预处理数据集
Figure 976844DEST_PATH_IMAGE015
中各二维
Figure 432227DEST_PATH_IMAGE016
在断面线上的投影点至零点桩的距离；
其中，
Figure 974067DEST_PATH_IMAGE017
为断面零点桩的北坐标，
Figure 473181DEST_PATH_IMAGE018
为断面零点桩的东坐标；
设断面
Figure 303734DEST_PATH_IMAGE019
坐标方程为
Figure 546497DEST_PATH_IMAGE020
，断面另一桩点为
Figure 693575DEST_PATH_IMAGE021
，其中，
Figure 629170DEST_PATH_IMAGE022
为断面另一桩点的北坐标，
Figure 743757DEST_PATH_IMAGE023
为断面另一桩点的东坐标，则：
Figure 790210DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 244325DEST_PATH_IMAGE025
Figure 833045DEST_PATH_IMAGE026
则所述断面预处理数据集
Figure 434928DEST_PATH_IMAGE027
中，二维
Figure 285072DEST_PATH_IMAGE028
在断面直线上的投影点
Figure 656011DEST_PATH_IMAGE029
为：
Figure 418561DEST_PATH_IMAGE030
若
Figure 711002DEST_PATH_IMAGE031
，则
Figure 833679DEST_PATH_IMAGE032
坐标方程为
Figure 59124DEST_PATH_IMAGE033
，则所述断面预处理数据集
Figure 586052DEST_PATH_IMAGE034
中，二维
Figure 100210DEST_PATH_IMAGE035
在断面直线上的投影点为：
Figure 26577DEST_PATH_IMAGE036
若
Figure 372108DEST_PATH_IMAGE037
方位角为
Figure 742041DEST_PATH_IMAGE038
，有象限角
Figure 540232DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 473553DEST_PATH_IMAGE040
Figure 673590DEST_PATH_IMAGE041
Figure 463692DEST_PATH_IMAGE042
若用
Figure 496982DEST_PATH_IMAGE043
值判断距离的方向，则：
Figure 968415DEST_PATH_IMAGE044
则二维
Figure 22959DEST_PATH_IMAGE045
在断面
Figure 249541DEST_PATH_IMAGE046
上的起点距表达式为：
Figure 22325DEST_PATH_IMAGE047
则，输出所述断面数据集
Figure 31869DEST_PATH_IMAGE048
为：
Figure 222810DEST_PATH_IMAGE049
,其中
Figure 89135DEST_PATH_IMAGE050
。
4.根据权利要求3所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于：断面数据集中
Figure 349215DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 162450DEST_PATH_IMAGE052
，
Figure 191586DEST_PATH_IMAGE053
为所述断面
Figure 510703DEST_PATH_IMAGE054
上连续的三个点，则
Figure 992500DEST_PATH_IMAGE055
的凸形断面点数学表达式为：
Figure 609426DEST_PATH_IMAGE056
Figure 493068DEST_PATH_IMAGE057
的凹形断面点数学表达式为：
Figure 232354DEST_PATH_IMAGE058
Figure 952180DEST_PATH_IMAGE059
的倾斜断面点数学表达式为：
Figure 107218DEST_PATH_IMAGE060
如果
Figure 110946DEST_PATH_IMAGE061
为凸形断面点，那么：
Figure 21133DEST_PATH_IMAGE062
。
5.根据权利要求4所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于：所述断面数据集中
Figure 477522DEST_PATH_IMAGE063
，
Figure 436251DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 800146DEST_PATH_IMAGE065
为断面
Figure 881235DEST_PATH_IMAGE066
上连续的三个点，那么：
Figure 824920DEST_PATH_IMAGE067
，
Figure 587340DEST_PATH_IMAGE068
其中，
Figure 565660DEST_PATH_IMAGE069
为相邻两点投影在断面上的水平间距；
则
Figure 37224DEST_PATH_IMAGE070
坡度倾角
Figure 671467DEST_PATH_IMAGE071
的相关角度
Figure 768736DEST_PATH_IMAGE072
的数学表达式为：
Figure 867142DEST_PATH_IMAGE073
令
Figure 758875DEST_PATH_IMAGE074
Figure 880415DEST_PATH_IMAGE075
，其中，
Figure 532107DEST_PATH_IMAGE076
为
Figure 219440DEST_PATH_IMAGE077
中较小值，
Figure 750916DEST_PATH_IMAGE078
为
Figure 890910DEST_PATH_IMAGE079
中较大值；
当
Figure 595561DEST_PATH_IMAGE080
时，令
Figure 153712DEST_PATH_IMAGE081
；
当
Figure 652827DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 483380DEST_PATH_IMAGE083
；
当
Figure 991721DEST_PATH_IMAGE084
时，
Figure 388068DEST_PATH_IMAGE085
，即：
Figure 261346DEST_PATH_IMAGE086
。
6.根据权利要求5所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于：
若断面点
Figure 123735DEST_PATH_IMAGE087
为凸形断面点，根据波束效应的规律，则认为所述凸形断面点不受波束角效应的影响；
若断面点
Figure 170188DEST_PATH_IMAGE087
为凹形或者倾斜断面点，则
Figure 686620DEST_PATH_IMAGE088
根据拟合坡度进行水深改正，得到断面改正数据集
Figure 730800DEST_PATH_IMAGE089
，改正数学模型
Figure 332682DEST_PATH_IMAGE090
及改正数据集
Figure 199138DEST_PATH_IMAGE091
为：
Figure 835656DEST_PATH_IMAGE092
其中，
Figure 847474DEST_PATH_IMAGE093
为测深仪波束角，
Figure 874336DEST_PATH_IMAGE094
为改正过后的水深值；
Figure 13325DEST_PATH_IMAGE095
，其中，
Figure 504349DEST_PATH_IMAGE096
。
7.根据权利要求6所述的一种河道断面的单波束测量波束角效应的改正方法，其特征在于：依据潮位涨幅以及潮位值建立潮位数据集
Figure 687069DEST_PATH_IMAGE097
；依据原始数据建立时间数据集
Figure 466806DEST_PATH_IMAGE098
，以及断面改正数据集
Figure 393173DEST_PATH_IMAGE099
，内插改正得到断面成果数据集
Figure 489437DEST_PATH_IMAGE100
：
Figure 108637DEST_PATH_IMAGE101
Figure 110091DEST_PATH_IMAGE102
。
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