JJF 2371-2026 浅水多波束测深仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2371—2026浅水多波束测深仪校准规范CalibrationSpecificationforMulti‑beamEchoSoundersofShallowWater2026‑01‑24发布 2026‑07‑24实施国家市场监督管理总局 发布JJF2371JJF2371—2026浅水多波束测深仪校准规范CalibrationSpecificationforMulti‑beamEchoSoundersofShallowWater

JJF2371—2026归 口 单 位：全国水运专用计量器具计量技术委员主要起草单位：交通运输部天津水运工程科学研究所天津大学参加起草单位：中国计量科学研究院长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局武汉华测卫星技术有限公司本规范委托全国水运专用计量器具计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：韩鸿胜（交通运输部天津水运工程科学研究所）柳义成（天津大学）张明敏（交通运输部天津水运工程科学研究所）窦春晖（交通运输部天津水运工程科学研究所）参加起草人：王 敏中国计量科学研究）解祥成（长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局）卢兴海（武汉华测卫星技术有限公司）目 录引言 1 范围 （1）2 引用文件 （1）3 术语 （1）4 概述 （1）计量特性 （2）水深示值误差 （2）水深测量重复性 （2）有效条带宽度相对误差 （2）波束宽度误差 （2）扇区开角误差 （2）发射声源级误差 （2）校准条件 （2）环境条件 （2）测量标准及其他设备 （2）校准项目和校准方法 （3）校准项目 （3）校准方法 （3）校准结果表达 （6）复校时间间隔 （7）附录A 校准记录格式 （8）附录B 校准证书内页格式 附录C 测量不确定度评定示例 Ⅰ引 言JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性规范。本规范制定过程中参考了JJG交通）139—2017《多波束测深仪浅水》中规定的测量方法。本规范为首次发布。Ⅱ浅水多波束测深仪校准规范范围本规范适用于1m~150m水深测量范围内浅水多波束测深仪的校准，其他范围的浅水多波束测深仪的校准亦可参照执行。引用文件本规范引用了下列文件：JJF1034—2020 声学计量术语及定义GB/T7965—2002 声学 水声换能器测量凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。术语JJF1034—2020和GB/T7965—2002界定的术语和定义适用于本规范。概述浅水多波束测深仪以下简称多波束测深仪）是指利用波束回声信号进行水深测量，获取水下地形地貌的条带回声测深装置，已被广泛应用于水运工程测量、海洋测绘等领域。多波束测深仪主要由换能器、控制单元包括控制电脑和控制软件、发射单元和连接电缆等组成。工作时多波束测深仪的发射换能器以一定的频率发射沿航向开角窄、垂直航向开角宽的波束，接收换能器接收多个垂直航向开角窄、沿航向开角宽的波束，根据每个波束入射角与传播时间计算测点位置和水深，获得一条具有一定宽度的水深条带。多波束测深仪工作原理图见图1。112S4图1 多波束测深仪工作原理图1—换能器；2—发射波束；3—波束脚印；4—接收波束1计量特性5.1 水深示值误差水深示值最大允许误差为±5 L，其中L为实际水深。5.2 水深测量重复性水深测量重复性应不大于水深示值最大允许误差绝对值的0.3倍。5.3 有效条带宽度相对误差有效条带宽度最大允许误差为±3 。5.4 波束宽度误差波束宽度最大允许误差为±0.25°。注：包括平行航迹线方向波束宽度误差和垂直航迹线方向波束宽度误差。5.5 扇区开角误差扇区开角最大允许误差为±5°。6 发射声源级误差发射声源级最大允许误差为±3.0dB。注：以上指标不作为合格性判据，仅供参考。校准条件1 环境条件6.1.1 环境温度：5℃~35℃。6.1.2 水温：0℃~40℃。6.1.3 相对湿度：不大于85 。2 测量标准及其他设备校准使用的计量标准器应符合表1的规定，或使用更高准确度的标准器。配套设备应符合表2的规定。表1 计量标准器及其性能要求序号设备名称性能要求1全站仪距离测量范围：0m~200m，角度测量范围：0°~360°，Ⅱ级2钢卷尺测量范围：0m~10m，Ⅱ级3表面声速仪声速测量范围：1400m/s~1600m/s，最大允许误差±0.2m/s4标准水听器频率测量范围：0.1MHz~2.0MHz，自由场灵敏度级测量不确定度U=0.9dB（k=2）5数字示波器最高采样频率不低于10MHz，垂直偏转系数最大允许误差±36数字倾角仪测角测量范围：-90°~90°，最大允许误差±0.05°7标准声源频率范围：0.1MHz~2.0MHz，不确定度U=0.9dB（k=2）2表2 配套设备及其技术要求序号设备名称技术要求1深水池长度不小于150m，宽度不小于20m，深度不小于8m2标准反射板全站仪反射板平整度不大于2mm，多波束测深仪反射板平整度不大于2mm3六面消声水池长度不小于30m，宽度不小于12m，深度不小于8m4试验行车配有回转/升降装置，可安装多波束测深仪换能器并实现多维度控制校准项目和校准方法1 校准项目校准项目见表3。表3 校准项目表序号校准项目校准方法对应条款编号1水深示值误差7.2.12水深测量重复性7.2.23有效条带宽度相对误差7.2.34波束宽度误差7.2.45扇区开角误差7.2.56发射声源级误差7.2.67.2 校准方法2.1 水深示值误差水深示值误差校准步骤如下：在水深校准范围内均匀选取5个测量点，安装多波束测深仪换能器至试验行车升降杆，结合数字倾角仪微调法兰盘，使多波束测深仪换能器倾角处于90°±0.05°之间，调节回转机构，使换能器基阵中央波束声轴线垂直于深水池短边壁，控制换能器入水深度不小于3m，离岸壁不小于3m，采用水下横向测距代替竖向测深；使用表面声速仪测量多波束测深仪换能器发射面所在水平面内的标准声速值，将声速值输入到多波束测深仪控制软件，读取多波束测深仪的水深示值；选择深水池近岸通视良好区域设置控制点，使用全站仪放样一条垂直于水池短边壁的直线，在直线上选取一点作为测量后视点；全站仪置零，对准反射板标志点进行测距、测角，计算反射面至控制点平行于水池长边壁的水平距离，对准多波束测深仪换能器标志点进行测距、测角，计算该标志点至控制点平行于水池长边壁的水平距离，钢卷尺测量多波束换能器标志点至声学中心的距离，按公式计算各波束点的水深示值误差。校准示意图见图2。ΔL=Lm-Lo+Lp+Lq 3式中：ΔL——多波束测深仪的水深示值误差，m；Lm——多波束测深仪的水深测量值，m；Lo——反射面至控制点平行于水池长边壁的水平距离，m；Lp——多波束换能器标志点至控制点平行于水池长边壁的水平距离，m；S121S412SS121S412S67891011图2 测深校准示意图1—换能器；2—中央波束声轴线；3—水池短边壁；4—水池长边壁；5—多维运行控制机构；6—换能器水平距离；7—换能器水平角；8—全站仪控制点；9—反射面点水平角；10—反射面水平距离；11—后视点；12—反射面点水平面内斜距；13—换能器水平面内斜距7.2.2 水深测量重复性ni=1( miL-ˉm)2n-1ni=1( miL-ˉm)2n-1式中：

ρL=

（2）ρL——水深测量重复性，m；Lmi——第i次水深测量值，m；ˉm—n次算术平均值，m；n——测量次数，n=10。2.3 有效条带宽度相对误差有效条带宽度相对误差校准步骤如下：a）通过试验行车上的回转机构调节多波束测深仪换能器发射水平扇面正对深水池长边壁；4使用表面声速仪测量多波束测深仪换能器所处水层界面的标准声速值，将声速值输入到多波束测深仪显控软件；使用全站仪测量换能器基阵面至水池长边壁的水平距离，即标准水深值H0；解析多波束测深仪数据，按公式计算每条波束水深值Hi；2ii式中：2ii

H=c0Ti×cosθ

（3）Hi——第i条波束水深值，m；c0——标准声速，m/s；Ti——第i条波束的往返传播时间，s；θi——i条波束相对于中央波束的开角，。将每条波束水深值Hi与标准水深值H05.1中水深准确度要求的有效边缘波束的要求，包括扇区左侧有效边缘波束和扇区右侧有效边缘波束；左右两侧有效边缘波束的水平距离为有效条带宽度实际值，按公式有效条带宽度相对误差。WWδ=Ws-Wb×100 WWb式中：δW——多波束测深仪有效条带宽度相对误差；Ws——多波束测深仪有效条带宽度标称值，m；Wb——多波束测深仪有效条带宽度实际值，m2.4 波束宽度误差波束宽度误差校准步骤如下：将多波束测深仪安装至试验行车旋转支架上，调节旋转支架使换能器进入水中，入水深度不小于3m，并使换能器发射扇面与六面消声水池的水面平行；将标准声源安装至另一支架上，使标准声源位于换能器声轴线上；接收换能器记录标准声源输出电压值，分别绘制水平、垂直接收指向性图；指向性图中从主轴的最大响应下降3dB时左右两个方向间的角度为波束宽度计算平行航迹线方向波束宽度误差，按公式计算垂直航迹线方向波束宽度误差。式中：

Δθ=θs-θb Δθ——多波束测深仪平行航迹线方向波束宽度误差，θs——多波束测深仪标称平行航迹线方向波束宽度，θb——多波束测深仪平行航迹线方向波束宽度实际值，Δα=αs-αb 5式中：Δα——多波束测深仪垂直航迹线方向波束宽度误差，αs——多波束测深仪标称垂直航迹线方向波束宽度，αb——多波束测深仪垂直航迹线方向波束宽度实际值，2.5 扇区开角误差扇区开角误差校准步骤如下：724安装多波束测深仪及标准水听器；保持标准水听器在声轴线上静止，声轴线两侧90°0.2o的步进间隔水平调节换能器，采集各旋转角度位置处的发射换能器输出电压值，绘制指向性图；从主轴的最大响应下降3dB时左右两个方向间的夹角为扇区开角实际值，按公式计算扇区开角误差。式中：

Δβ=βs-βb Δβ——多波束测深仪扇区开角误差，βs——多波束测深仪标称扇区开角，βb——多波束测深仪扇区开角实际值，2.6 发射声源级误差发射声源级误差校准步骤如下：将多波束测深仪安装至试验行车旋转支架上，调节旋转支架使换能器进入水中；将标准水听器安装至另一支架上，通过钢卷尺调节升降支架，使标准水听器位于换能器声轴线上，且保持水听器至换能器声源距离为1m；使多波束测深仪和标准水听器正常工作，进行发射声源级测量，按公式计算发射声源级误差。式中：

ΔS=Ss-10lgU∞-120+M-20lgd ΔS——多波束测深仪发射声源级误差，dB；Ss——多波束测深仪标称发射声源级，dB；U∞——标准水听器输出端开路电压，V；M——标准水听器灵敏度，dB（基准值1μV/μPa）；d——标准水听器到换能器相位中心距离，m。校准结果表达校准后，出具校准证书。校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：）6实验室名称和地址；进行校准的地点如果与实验室的地址不同证书的唯一性标识如编号，每页及总页数的标识；客户的名称与地址；被校对象的描述和明确标识；进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用性有关，应说明被校对象的接收日期；如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；校准结果及其测量不确定度的说明；对校准规范的偏离的说明；校准证书或校准报告签发人的签名、职务和等效标识；校准结果仅对被校对象有效的说明；未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。校准原始记录格式见附录A，校准证书内页格式见附录B，测量结果的不确定度评定示例见附录C。复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，多波束测深仪复校时间间隔建议为1年。7附录A校准记录格式记录编号： 浅水多波束测深仪校准记录 第 页 共 页器具名称规格型号出厂编号制造单位送检单位校准地点环境条件环境温度℃ 水温℃ 相对湿度：1.水深示值误差标准值m波束号测量值m测量值均值m示值误差m扩展不确定度（k=2）m8 m测量结果平均值m标准偏差m实际值m标称值m相对误差扩展不确定度（k=2）实际值（°）标称值（°）扇区开角误差（°）扩展不确定度（k=2）（°）波束宽度方向实际值（°）标称值（°）波束角误差（°）扩展不确定度（k=2）（°）平行航迹线方向垂直航迹线方向实际值dB标称值dB发射声源级误差dB扩展不确定度（k=2）dB浅水多波束测深仪校准记录第 页 共 页2.水深测量重复性3.有效条带宽度相对误差4.扇区开角误差5.波束宽度误差6.发射声源级误差校准员： 核验员浅水多波束测深仪校准记录第 页 共 页2.水深测量重复性3.有效条带宽度相对误差4.扇区开角误差5.波束宽度误差6.发射声源级误差9附录B校准证书内页格式证书编号××××‑×××校准机构授权说明校准的技术依据校准环境条件及地点环境温度℃地点相对湿度水温℃校准使用的计量标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差标准证书编号有效期至校准使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差标准证书编号有效期至第 页 共 页10证书编号××××‑×××水深示值误差

校准结果标准值m波束号测量值均值m示值误差m扩展不确定度（k=2）m第 页 共 页11证书编号××××‑×××水深测量重复性： m

校准结果有效条带宽度相对误差实际值m标称值m相对误差扩展不确定度（k=2）波束宽度误差波束宽度方向实际值（°）标称值（°）波束角误差（°）扩展不确定度（k=2）平行航迹线方向垂直航迹线方向扇区开角误差实际值（°）标称值（°）扇区开角误差（°）扩展不确定度（k=2）（°）发射声源级误差实际值dB标称值dB发射声源级误差dB扩展不确定度（k=2）dB第 页 共 以下空白12附录C测量不确定度评定示例C.1 水深示值误差校准结果的测量不确定度评定C.1.1 测量模型多波束测深仪水深示值误差校准结果的测量不确定度评定，就是对多波束测深仪每一个波束所测量斜距数据的校准结果开展测量不确定度评定工作。由于多波束测深仪所包含的波束的数量过多，不同的水深值的测量不确定度的结果也不相同。因此采用标准水深为50m时中央波束带中的某一波束结果作为测量不确定度评定的典型案例。考虑到影响测量不确定度的因素，其测量模型见公式（C.1）：ΔL=Lm-Lo+Lp+Lq 式中：ΔL——多波束测深仪的水深示值误差，m；Lm——多波束测深仪的水深测量值，m；Lo——反射面至控制点平行于水池长边壁的水平距离，m；Lp——多波束换能器标志点至控制点平行于水池长边壁的水平距离，m；Lq——多波束换能器标志点至声学中心的距离，m。C.1.2 灵敏系数由于测量模型中各输入量互不相关，则灵敏系数为c(

)=∂(ΔL)=1 c(L)=∂(ΔL)=-1 c(L)=∂(ΔL)=1 c(L)=∂(ΔL)=1m o p qmopq∂(Lm)

∂(Lo)

∂(Lp)

∂(Lq)C.1.3 标准不确定度来源标准不确定度的主要来源有：多波束测深仪引入的标准不确定度uLm)；uLo)；平行于水池长边壁方向多波束换能器标志点至控制点的距离测量引入的标准不uLp)；多波束换能器标志点至声学中心的距离测量引入的标准不确定度uLq)。C.1.4 标准不确定度的评定C.1.4.1 多波束测深仪引入的标准不确定度uLm)C.1.4.1.1 测量重复性引入的标准不确定度u1Lm)此测量不确定度为被校准设备测量重复性所引入的标准不确定度，在测量不确定度评定的过程中，采用标准水深50m时其中一个波束重复测量10次水深的实验标准偏13差，进行标准不确定度评定，具体数据见表C.1。表C.1 50m标准水深值时多波束测深仪水深测量数据序号12345测量值/m50.00150.01050.01050.03450.004序号678910测量值/m50.00650.01550.04450.01850.013采用测量不确定度的A类评定方法计算标准不确定度，根据贝塞尔公式计算水深测量数据的实验标准偏差s=0.014m，则水深测量重复性所引入的标准不确定度为u1(Lm)=0.014mC.1.4.1.2 声速仪引入的标准不确定度u2Lm)2声速是多波束测深仪进行几何测量的重要参量，在多波束测深仪工作的过程中，应当进行整个声速剖面的声速修正。水中的声速主要受温度、盐度和压力影响。在多波束测深仪校准的过程中，声波沿水平方向传播，声波所经过的水域的温度和盐度变化较小，声速变化较小。因此，无须对多波束测深仪进行整个声速剖面的声速改正。采用测量不确定度的B类评定方法进行评定。表面声速仪最大允许误差±02m/sD1ct，在本测试距离下，声波传播时间为007s，则由声速极限误差引起的多波2束测深仪示值极限误差为±1.3×10-2m，其不确定度分量为32L=13mm/ ≈8mm3u1(Lm)、u2(Lm)两个不确定度分量互不相关，则多波束测深仪引入的标准不确定u1u1(Lm)2+u2(Lm)2142+82u(Lm)=

= mm≈16.1mmC.14.2 平行于水池长边壁方向反射面至控制点的距离测量引入的标准不确uLo)C.1.4.2.1 反射板引入的不确定度分量u1Lo)在深水池中，采用水池短边作为浅水多波束测深仪声波反射的平面。在水面以上采用平整度优于2mm的标准反射板。水下反射平面会由于形变和部分藻类的附着而变得不平整，造成标准水深值的不一致。在反射平面上选择3条水平线，每条水平线上等距选择10个点进行测量，测量的数据见表C.2。采用合并样本方差公式计算重复性测量引入的标准不确定度u1(Lo)=4mm，估计分布为正态分布。表C.2 反射平面平整度测量数据测量位置全站仪测量反射平面距离m平均值m高50.03450.06050.06250.06450.05750.04950.05650.03850.04550.04050.03514表C.2（续）测量位置全站仪测量反射平面距离m平均值m中50.03150.02550.02150.03950.04450.04250.05250.04650.05850.04750.055低50.05250.04950.04650.05050.04450.05150.05150.05150.06150.05250.056C.1.4.2.2全站仪测量引入的标准不确定度u2(Lo)Ⅱ级全站仪测距无棱镜）最大允许误差3mm+2×10-6，测角最大允许误差+2''。全站仪测量标准水深值原理图见图C.1，在测量平行于池长边壁方向反射面至控制点的距离过程中，计算公式见。在标准水深为50m附近时，已知全站仪的实际测量值为Do=32.105m，θ1=25.002°。根据以上测量结果，全站仪距离测量的最大允许误差为±3.1mm±2''的测角误差也会引入测量不确定度。以上两个量互不相关均为均匀分布。式中：

Lo=Do×cosθ1 Do——控制点至反射面的距离，m；33θ1——控制点至反射面与控制点至后视点间的水平夹角，标准不确定度33u2(D

)=3.1mm=1.79mm u2

(θ1

)=2×4.848×1-6≈5.60×1-6rad灵敏系数c(D

)=∂Lo=cosθ∂D1∂D1

=0.91 c(θ1

)=∂Lo=-D∂θo∂θo

sinθ1

=-135670mm/rad合成标准不确定度[c(D)u[c(D)u(D) +c(θ)u(θ)o2 o]2[12 1]2

≈1.6mm因此由全站仪测量所引入的标准不确定度u2(Lo)=1.6mm。LQ LPDQ DPθ2 θ

þⒸL▲0 1 >%图C.1 全站仪测量标准水深值原理图u1(Lo)、u2(Lo)两个不确定度分量互不相关，则在平行于水池长边壁的方向上反射面至控制点的距离测量引入的标准不确定度为15u1(Lo)2+u2(Lu1(Lo)2+u2(Lo)2C.1.4.3平行于水池长边警方向多波束换能器标志点至控制点的距离测量引入的标准不确定度u(Lp)C.1.4.3.1全站仪测量引入的标准不确定度u1(Lp)由图C.1可知，全站仪测量平行于水池长边壁方向多波束换能器标志点至控制点的距离过程中，计算见公式.。在标准水深为50m附近时，已知全站仪的实际测量值为Dp=29.059m，θ2=136.108°。根据以上测量结果，结合C.1.4.2.2可知，全站仪距离测量的最大允许误差为±31mm，测角最大允许误差为±2''。以上两个量互不相关均为均匀分布。式中：

Lp=-Dp×cosθ2 Dp——多波束换能器标志点至控制面的距离，m；33θ2——控制点至多波束换能器标志点与控制点至后视点间的水平夹角，标准不确定度33u1(D

)=3.1mm≈1.79mm u1

(θ2

)=2×4.848×1-6≈5.60×1-6rad灵敏系数c(D

)=∂Lp=-cosθ∂D2∂D2

=0.791 c(θ2

)=∂Lp=D∂θp∂θp

sinθ2

=20133mm/rad合成标准不确定度[c(D)u[c(D)u(D) +c(θ)u(θ)p1 p]2[21 2]2

≈1.3mm因此由全站仪测量所引入的标准不确定度u1(Lp)=1.3mm。C.1.4.3.2 多波束换能器安装误差引入的标准不确定度u2Lp)多波束换能器的安装角度由数字倾角仪给出。数字倾角仪的最大允许误差为±0.05°，在标准水深为50m条件下，由此引起的测距最大允许误差为±0.019mm，以均匀分布考虑，k=3，则多波束换能器安装误差引入的标准不确定度为3u2(Lp)=0.019mm≈0.01mm3u1(Lp)、u2(Lp)两个不确定度分量互不相关，则在平行于水池长边壁的方向上多波束换能器标志点至控制点的距离测量引入的标准不确定度为u(Lp)=

=1.3mmu L +u L1(p)22u L +u L1(p)22(p)2多波束换能器标志点至声学中心的距离主要由钢卷尺给出。Ⅱ级钢卷尺最大允许误差±0.5mm，以均匀分布考虑，k=3，则钢卷尺距离测量示值误差引入的不确定16度分量为

u(Lq)=0.5mm≈0.29mm3C.1.5 标准不确定度分量汇总3标准不确定度汇总表见表C.3。表C.3 水深示值误差测量不确定度汇总表序号不确定度来源符号灵敏系数标准不确定度1多波束测深仪引入的标准不确定度u(Lm)116.1mm2平行于水池长边壁方向反射面至控制点的距离测量引入的标准不确定度u(Lo)-14.3mm3平行于水池长边壁方向多波束换能器标志点至控制点的距离测量引入的标准不确定度u(Lp)11.3mm4多波束换能器标志点至声学中心的距离测量引入的标准不确定度u(Lq)10.29mmC.1.6 合成标准不确定度各不确定度分量互不相关，根据不确定度的传播律，将上述不确定度分量进行合成，则[(cL uL +[(cL uL +cL uL +cL uLp +cL uLqm) (m)]2[(o) (o)]2[(p) ( )]2[(q) ( )]2=16.7mmC.1.7 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=kuc(ΔL)≈34mmC.2 有效条带宽度相对误差校准结果的测量不确定度评定以多波束测深仪在标准水深值50.00m时，标称有效条带宽度173.20m，实际有效条带宽度163.40m为例，进行不确定度评定。C.2.1 测量模型有效条带宽度相对误差是通过多波束测深仪标称的有效条带宽度与多波束测深仪校准装置测得的有效条带宽度比较获得的，其测量模型见公式（C.4）：WWδ=Ws-Wb×100 WWb式中：δW——有效条带宽度相对误差；Ws——有效条带宽度标称值，m；Wb——有效条带宽度实际值，mC.2.2 灵敏系数由于测量模型中各输入量互不相关，则灵敏系数为17sc(W)=∂(δW)=0.0061m-1 c(W)=∂(δW)=-0.0065m-1s∂(Ws) ∂(W)bbbC.2.3 标准不确定度来源标称有效条带宽度没有引入标准不确定度，有效条带宽度实际值测量引入的不确定度分量如下：全站仪引入的标准不确定度u1(Wb)；声速仪引入的标准不确定度u2(Wb)；仪器安装误差引入的标准不确定度u3(Wb)；反射板引入的标准不确定度u4(Wb)；测量重复性引入的标准不确定度u5(Wb)。C.2.4 标准不确定度的评定由C.1.4.150m时，全站仪引入的标准不确定度为2.1mm速仪引入的标准不确定度8mm，仪器安装误差引入的标准不确定度0.01mm引入的标准不确定度4mm。对被检设备重复测量10次，开展测量重复性引入的标准不确定度评定，具体数据见表C.4。表C.4 多波束测深仪有效条带宽度测量数据序号12345测量值/m163.405163.404163.403163.407163.387序号678910测量值/m163.374163.370163.385163.367163.394采用测量不确定度的A类评定方法计算标准不确定度，根据贝塞尔公式计算有效条带宽度测量数据的实验标准偏差s=0.015m，则有效条带宽度测量重复性所引入的标准不确定度为u5(Wb)=0.015mu1(Wb)、u2(Wb)、u3(Wb)、u4(Wb)、u5(Wb)几个不确定度分量互不相关，则有效条带宽度实际值测量引入的不确定度为u1(Wbu1(Wb)2+u2(Wb)2+u3(Wb)2+u4(Wb)2+u5(Wb)2C.2.5 标准不确定度分量汇总标准不确定度汇总表见表C.5。表C.5 有效条带宽度测量不确定度汇总表

=17.59mm不确定度来源符号灵敏系数标准不确定度有效条带宽度实际值测量引入的不确定度u(Wb)-0.0065m-117.59mm18C.2.6 合成标准不确定度根据不确定度的传播律，有效条带宽度相对误差校准结果的合成标准不确定度为[(cW uW +[(cW uW +cW uWs) (s)]2[(b) (b)]2C.2.7 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=2uc(δW)=0.022C.3 波束宽度误差校准结果的测量不确定度评定C.3.1 平行航迹线方向C.31.1 测量模型

=0.011波束宽度误差通过多波束测深仪标称的波束宽度减去多波束测深仪校准装置测得的波束宽度获得。对于平行航迹线方向波束宽度误差校准结果的测量不确定度评定，测量模型见公式（C.5）：式中：

Δθ=θs-θb Δθ——多波束测深仪平行航迹线方向波束宽度误差，θs——多波束测深仪标称平行航迹线方向波束宽度，θb——多波束测深仪平行航迹线方向波束宽度实际值，C.31.2 灵敏系数由于测量模型中各输入量互不相关，则灵敏系数为c(θ)=∂(Δθ)=1 c(

)=∂(Δθ)=-1sC.31.3 标准不确定度来源

∂(θs)

b ∂(θ)b平行航迹线方向标称波束宽度没有引入标准不确定度，波束宽度实际值测量引入的不确定度分量如下：b升降装置引入的标准不确定度u1(θb)；测量重复性引入的标准不确定度u2(θb)。C.31.4 标准不确定度的评定C.3.1.4.1 升降装置引入的标准不确定度u1(θb)升降装置位移控制最大允许误差±0.5mm，多波束换能器距离标准声源1m处采tan tan -10.51000

)=0.0286°，采用B类不确定度评定方法，估计分布为均匀分布，升降装0280283

u1(θb)=0.

6°≈0.02°19C.3.1.4.2 平行航迹线方向测量重复性引入的标准不确定度u2(θb)被校设备标称的波束宽度为1°，计算10次重复测量值的实验标准偏差，进行测量重复性引入的标准不确定度评定，具体数据见表C.6。表C.6 多波束测深仪波束宽度平行航迹）测量数据序号12345测量值/（°）1.021.001.021.021.00序号678910测量值/（°）1.001.001.011.011.02采用测量不确定度的A类评定方法计算标准不确定度，根据贝塞尔公式得波束宽度实验标准偏差s=0.01°，则平行航迹线方向波束宽度测量重复性所引入的标准不确定度为u2(θb)=0.01°u1(θb)、u2(θb)两个不确定度分量互不相关，则平行航迹线方向波束宽度实际值测量引入的不确定度为u1(θb)2u1(θb)2+u2(θb)2C.3.1.5 标准不确定度分量汇总标准不确定度汇总表见表C.7

=0.022°表C.7 平行航迹线方向波束宽度误差测量不确定度汇总表不确定度来源符号灵敏系数标准不确定度平行航迹线方向波束宽度实际值测量引入的不确定度u(θb)-10.022°C.31.6 合成标准不确定度根据不确定度的传播律，平行航迹线方向波束宽度校准结果的合成标准不确定度为ucΔθ=

[c([c(θ)su(θs) +c(θ)]2[bu(θb)]2C.31.7 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=2uc(Δθ)≈0.04°C.3.2 垂直航迹线方向C.32.1 测量模型波束宽度误差通过多波束测深仪标称的波束宽度减去多波束测深仪校准装置测得的波束宽度获得。对于垂直航迹线方向波束宽度误差校准结果的测量不确定度评定，测量模型见公式（C.6）：Δα=αs-αb 20式中：Δα——多波束测深仪垂直航迹线方向波束宽度误差，αs——多波束测深仪标称垂直航迹线方向波束宽度，αb——多波束测深仪垂直航迹线方向波束宽度实际值，C.32.2 灵敏系数由于测量模型中各输入量互不相关，则灵敏系数为c(α)=∂(Δα)=1 c(

)=∂(Δα)=-1sC.32.3 标准不确定度来源

∂(αs)

b ∂(α)b垂直航迹线方向标称波束宽度没有引入标准不确定度，波束宽度实际值测量引入的不确定度分量如下：b回转装置引入的标准不确定度u1(αb)；测量重复性引入的标准不确定度u2(αb)。C.32.4 标准不确定度的评定C.3.2.4.1 回转装置引入的标准不确定度u1(αb)回转装置角度控制的最大允许误差±0.1°，采用B类不确定度评定方法，估计分布为均匀分布，回转装置引入的标准不确定度为3u1(αb)=0.1°≈0.06°3C.3.2.4.2 垂直航迹线方向测量重复性引入的标准不确定度u2(αb)被校设备标称的波束宽度为1°，计算10次重复测量值的实验标准偏差，进行测量重复性引入的标准不确定度评定，具体数据见表C.8。表C.8 多波束测深仪波束宽度垂直航迹）测量数据序号12345测量值/（°）1.001.011.001.031.01序号678910测量值/（°）1.011.021.031.031.02采用测量不确定度的A类评定方法计算标准不确定度，根据贝塞尔公式得波束宽度实验标准偏差s=0.01°，则垂直航迹线方向波束宽度测量重复性所引入的标准不确定度为u2(αb)=0.01°u1(αb)、u2(αb)两个不确定度分量互不相关，则垂直航迹线方向波束宽度实际值测u1u1(αb)2+u2(αb)2u(αb)=

=0.061°21C.3.2.5 标准不确定度分量汇总标准不确定度汇总表见表C.9表C.9 垂直航迹线方向波束宽度误差测量不确定度汇总表不确定度来源符号灵敏系数标准不确定度垂直航迹线方向波束宽度实际值测量引入的不确定度u(αb)-10.061°C.32.6 合成标准不确定度根据不确定度的传播律，垂直航迹线方向波束宽度校准结果的合成标准不确定度为uc(Δα)=

[c[cα uα +cα uα( ) (ss)]2[( ) (bb)]2C.32.7 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=2uc(Δα)≈0.12°C.4 扇区开角误差校准结果的测量不确定度评定C.4.1 测量模型扇区开角误差通过多波束测深仪标称的扇区开角减去多波束测深仪校准装置测得的扇区开角获得，其测量模型见公式（C.7）：Δβ=βs-βb 式中：Δβ——多波束测深仪扇区开角误差，βs——多波束测深仪标称扇区开角，βb——多波束测深仪扇区开角实际值，C.4.2 灵敏系数由于测量模型中各输入量互不相关，则灵敏系数为bc(β)=∂(Δβ)=1 c(β)=∂(Δβ)=-1bsC.4.3 标准不确定度来源

∂(βs)

∂(βb)标称扇区开角没有引入标准不确定度，扇区开角实际值测量引入的不确定度分量如下：回转装置引入的标准不确定度u1βb)；测量重复性引入的标准不确定度u2βb)。C.4.4 标准不确定度的评定C.4.4.1 回转装置引入的标准不确定度u1βb)回转装置角度控制的最大允许误差±0.1°，采用B类不确定度评定方法，估计分22布为均匀分布，回转装置引入的标准不确定度为3u1(βb)=0.1°≈0.06°3C.4.4.2 测量重复性引入的标准不确定度u2βb)被校设备标称的扇区开角为140°，计算10次重复测量值的实验标准偏差，进行测量重复性引入的标准不确定度评定，具体数据见表C.10。表C.10 多波束测深仪扇区开角测量数据序号12345测量值/（°）140.03139.99140.03140.02140.03序号678910测量值/（°）139.99140.02140.03140.01139.98采用测量不确定度的A类评定方法计算标准不确定度，根据贝塞尔公式得扇区开角实验标准偏差s=0.02°，则扇区开角测量重复性所引入的标准不确定度为u2(βb)=0.02°u1(βb)、u2(βb)两个不确定度分量互不相关，则垂直航迹线方向波束宽度实际值测量引入的不确定度为u β +u β1(bu β +u β1(b)22(b)2C.4.5 标准不确定度分量汇总标准不确定度汇总表见表C.11。

=0.063°表C.11 扇区开角误差测量不确定度汇总表不确定度来源符号灵敏系数标准不确定度扇区开角实际值测量引入的不确定度u(βb)-10.063°C.4.6 合成标准不确定度根据不确定度的传播律，扇区开角校准结果的合成标准不确定度为[(cβ uβ [(cβ uβ +cβ uβbs) (s)]2[(b) ( )]2C.4.7 扩展不确定度取包含因子k=2，扩展不确定度为U=2uc(Δβ)≈0.13°C.5 发射声源