海洋测深设备包括声学测深系统和激光测深系统两大类。最原始的测深手段为测深杆或水砣测深,其最大的缺点是测量深度有限。声学测深系统起源于20世纪20年代,是利用记录声波在水中的传播时间,并借助于声波在水中的传播速度测量水深的仪器设备。历经近百年的技术发展,由最初的单频单波束测深仪,发展为多频率、多波束测深系统。
单波束测深仪通过声学换能器向海底发射声波,声波到达海底后再返回,被换能器接收,通过测量声波在海水中的往返时间,结合声波传播速度,计算得到海水深度。单波束测深仪每次发射单个声波,只能获取一个反射点的深度。
多波束测深系统能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值,实现了“线—面”测量的跨越。多波束测深系统是一种多传感器的组合系统,是信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术和数字化传感器技术等多种高新技术的集成。
激光测深系统是利用机载激光发射和接收设备,通过发射接收大功率的脉冲激光,实现水深测量的设备系统,其基本原理与声学测深一样,也是依靠记录光波传播时间,实现水深测量。机载激光测深系统起源于20世纪60年代,中国从20世纪80年代末开始相关技术研究。相对于声学测深设备,机载激光测深系统可以快速到达某些测量船无法到达的区域施测,测深效率更高,但是由于发射能量的限制,使得其水深测量范围有限,一般在几十米的范围之内。机载激光测深技术是一种主动式遥测技术,利用的是光在海水中的传播特性。装载在飞机上的激光器发射大功率、窄脉冲的蓝绿激光,一部分激光到达海面后反射回激光接收器,另一部分激光束穿透水体到达海底,经海底反射后,被激光接收器接收。根据海面与海底反射激光到达接收器的时间差,即可计算出海水的深度。