Коротко и по существу — набор геодезических и гидрографических мер для компенсации влияния приливов и волн и повышения точности карт глубин и безопасности судоходства:
1) Привязка уровней и учёт приливов
- Установить реперный мареограф (прибрежный) с непрерывной записью воды и синхронным временем. Выполнить гармонический анализ для получения прогнозной высоты прилива $h(t)$.
- Привести все одиночные звуковые измерения к принятой графической/навигационной отсчётной поверхности (chart datum, например LAT) по формуле
$$D=h(t)+d_{echo}-T+{\delta }_{corr},$$ где $D$ — глубина относительно chart datum, $d_{echo}$ — измерение эхолота (расстояние «трансидер—дно»), $T$ — глубина погружения трансивера (draft), ${\delta }_{corr}$ — суммарные поправки (см. ниже).
- Привязать chart datum к эллипсоиду GNSS через длительные GNSS-замеры на мареографе/репере, чтобы иметь смещение $H_0$ (ellipsoid height — chart datum).
2) Синхронные GNSS-замеры и геодезическая поддержка
- Использовать RTK/PPP GNSS для точного положения корпуса и высоты антенны (частота ≥ 1 Hz для MBES). Синхронизация времени GNSS и эхолота (NTP/PPS) обязательна.
- Точность вертикали: определить смещение между эллипсоидной высотой $h_{ell}$ и chart datum $h_{chart}$: $H_0=h_{ell}-h_{chart}$. Это даёт прямое приведение GNSS-уровней к картографической глубине.
- Организовать сеть реперов (точных высот) и периодические нивелировки для контроля дрейфа datum.
3) Многолучевой эхо-зонд (MBES) с полной динамической коррекцией
- MBES + IMU (heave/roll/pitch) + тахометр/фазовая корекция лучей. Применять динамическую коррекцию корпуса и углов: корректировка по наклонам и крену для каждой луча.
- Регулярные профили скорости звука (SVP) и применение лучевой трассировки (ray-tracing) для поправки хода звуковой волны: поправка ${\delta }_{svp}$ входит в ${\delta }_{corr}$.
- Калибровки: бар-check (калибровка глубины трансивера), patch test для MBES (временная и угловая калибровка).
4) Учет волн и шторма — фильтрация и статистика
- Реальное море: отдельно учитывать приливную (медленную) и волновую (быструю) компоненты. Для оценки «статистически наименьшей» глубины использовать средние/медианные и нижние квантильные оценки по серии повторных измерений.
- Формула для безопасной проектной глубины с учётом неопределённости:
$$D_{safe}=D_{meas}-k{\sigma }_{tot},$$ где ${\sigma }_{tot}$ — суммарная стандартная ошибка измерений, $k$ — коэффициент (напр., $k\approx 2$ для ~95% доверия).
- Применять цифровые фильтры/сглаживание по времени (low-pass для приливов, band-stop или ensemble-averaging для волновых периодов) и/или усреднение по повторным линиям для удаления высокочастотных колебаний.
5) Процедуры качества и нормативы
- Следовать IHO S-44/S-101: контролировать TVU (Total Vertical Uncertainty) и классифицировать качество съёмки по требуемому классу. Типичная модель TVU:
$$TVU(d)=A+B\sqrt{d},$$ где $d$ — глубина, $A,B$ — параметры по стандарту/методике.
- Включать проверочные перекрёстные линии и контрольные профили, выявлять выбросы и проводить повторные измерения в критических зонах (подходы, фарватер, места сильных течений).
6) Практические организационные меры
- Планировать съёмку в штатных погодных условиях (минимальные волны, подходящий прилив) и/или выполнять многократные проходы при разных приливах для охвата экстремумов.
- Ввести консервативные проектные запасы/ограничения (крайний минимум глубины) для обеспечения безопасности судоходства до окончательной корректировки проектных конструкций.
- Постоянный мониторинг изменений (послесъёмочные кампании) после строительства причалов — особенно если строятся насыпи/разгрузки, меняющие донную геометрию.
Коротко: синхронная GNSS-опора и привязка chart datum, непрерывный мареограф с гармоническим анализом приливов, MBES с IMU и SVP-коррекциями, фильтрация волновых компонент и статистическое учёты неопределённости по IHO — вместе дают требуемую точность и безопасность навигации.