多波束测深系统又称为多波束测深仪、条带测深仪或多波束测深声呐等，与传统的单波束测深仪每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比，多波束探测每次能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值。

多波束测深系统是一种多传感器的复杂组合系统，是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术的高度集成。自20世纪70年代以来就一直以系统庞大、结构复杂和技术含量高著称。

如图1所示，多波束回声测深时，利用发射换能器阵列向海底发射宽扇区覆盖的声波，利用接收换能器阵列对声波进行窄波束接收，通过发射、接收扇区指向的正交性形成对海底地形的照射脚印，对这些脚印进行恰当的处理，一次探测就能给出与航向垂直的垂面内上百个甚至更多的海底被测点的水深值，从而能够精确、快速地测出沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状和高低变化，描绘出海底地形的三维特征。多波束测深系统是由多个子系统组成的综合系统。对于不同的多波束系统，虽然组成单元不同，但大体上分为发射接收换能器处理系统、数据实时采集与处理系统、外围辅助传感器系统和数据后处理系统四个部分。

图1 多波束回声测深示意图

多波束回声测深系统要获得高精度的水深数据，仅靠系统本身的高精度是不够的，必须有相应的配套设备以保证获取高精度的水深数据和生成高精度的海底地形图。图2显示了相关系统口输出显示等配套设备，包括测量船定位系统、三维姿态测控系统、声速仪、验潮仪、显示输出设备、同步系统、系统核心工作站以及各种功能软件。测量船定位设备提供准确的坐标位置，一般选择卫星差分定位系统；三维姿态测控系统提供换能器三维的实时变化姿态。声速测量仪一般按观测间隔进行测量，提供海区各水层的声速情况。潮汐水位改正数据的处理一种是实时接收处理，通过可发布潮汐信息的自动验潮仪实时发布信息并由专用设备接收传送给工作站做实时改正处理；另一种方法是事后获取验潮站测量期间的潮汐信息对相应的水深数据进行改正。其他的设备可根据需要增设。

图2 与多波束测深相关的系统示意图

多波束回声测深的基本内容包括：多波束测深系统参数测定及校正、深度测量、导航定位、水位改正、声速剖面测量及深度数据改正和数据处理等。

多波束测深系统的换能器可以固定安装在测量船的龙骨上，也可以悬挂安装在测量船的两舷。换能器安装偏差直接影响水深测量的质量，换能器安装之后需进行姿态参数的测定与校正。需要测定的系统姿态参数有：时间延迟、横摇偏差、纵摇偏差、航向偏差。在多波束测深系统正式进行系统测定和海上测量工作前，全球导航卫星系统（GNSS）、声速剖面仪、电罗经、垂直参考单元等设备需按各自要求进行检测，确保系统的正常工作。

区别于单波束水深测量，多波束回声测深的主测线须平行测区等深线方向布设，测线间距应保证条幅覆盖有10%的相互重叠。不同时期的测区和不同多波束测深系统的相邻测区，应有一定宽度的重叠区，以保证新旧测区和不同多波束测深系统所测深度的拼接。检查线的方向应尽量与主测线垂直，分布均匀，能普遍检查主测线，检查线长度不少于主测线总长的5%。

多波束测深数据处理主要对定位、姿态、深度、声速、潮汐等数据进行编辑和改正，形成纸质、数字的海底地形图或其他数字信息。