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配备超速马达， 最大船速可达 ８ ｍ∕ｓ， 能够适应复杂水流条件。 此外， 无人船还具备低电量自动返航、
浅滩倒车、 失联自动返航等功能， 确保操作的安全性， 避免设备丢失情况发生。 江勇等 ［２４］ 采用南方
ＳＵ１２ 型无人船搭载单波束测深仪对沿江高速常州段至张家港太仓段的 １２ 条河流断面进行测量， 利用
单波束测深传感器进行水深测量， 测深范围 ０．１５ ～ ３００ ｍ， 测深精度为±１ ｃｍ±０．１％Ｄ（Ｄ 为水深值），
分辨率 １ ｃｍ， 其 ＧＮＳＳ 部分搭载了银河 ６ ＲＴＫ， 采用等精度观测法在河道布设检查线， 不同测点深度
互差值控制在 ０．４ ｍ 以内， １３２０ 个测点中合格率达到 ９６％， 表明无人船测量的可靠性与较高精度。
但在测量过程中， 受到水体的含盐量、 泥沙含量、 水温等因素影响， 声速需要根据实际情况进行
相应修正， 测深仪可与水文参数测量仪集成， 获得更加准确的修正结果 ［２５］ 。 水中的鱼群、 水生植物、
垃圾以及水底淤泥腐败物产生的气体等会反射超声波， 被换能器接收， 导致测量水深可能小于实际
值。 另外， 漂浮物、 水草等物体可能会缠绕无人船的螺旋桨， 使得船体续航时间缩短甚至船体失控。
２．２ 卫星定位系统测水深技术 得益于卫星定位系统（ＧＰＳ）和现代通讯网络技术的进步， ＧＰＳ 差分定
位技术已经广泛应用于实际定位测量， 根据基准站发送信息方式不同， 差分定位可分为位置差分（Ｐｏ⁃
ｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ， ＰＤ）、 伪距差分（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ， ＲＴＤ）、 载波相位差分（ＲＴＫ）等。 ＧＰＳ ＲＴＫ 定
位系统与测深仪的结合可显著提高平面和高程的测量精度 ［２６］ 。 这种方法的优点在于高自动化程度， 降
［２７］
低人工劳动强度， 大幅提升测量效率和精度， 测量结果最大误差为 ０．０３ ｍ， 最小的误差在 ０．００ ｍ 。
王皓冉等 ［２８］ 采用 ＲＴＫ 与无人船测深仪组合手段对亭子口水利工程的表孔消力池水下地形进行了测量，
其无人船吃水深度 ０．２ ｍ， 测深分辨率为 ０．０１ ｍ。 王开春 ［２９］ 采用 ＲＴＫ 实时定位系统对无验潮模式水深
与验潮模式下水深测量方法进行验证， 其测深中误差小于 ０．１ ｍ。 周威等 ［３０］ 采用 ＲＴＫ 无验潮技术对金
沙江白鹤滩水电站下游非恒定流河段进行了水下地形测量， 并用断面套绘分析、 数字高程模型对 ＲＴＫ
测深结果进行精度对比， 结果表明 ＲＴＫ 测深技术在非恒定流河段同样具有较高的测深精度。 然而， 这
种方法仍然需要人工操控船只， 在面对难以接近或测量的水域时， 可能无法进行测量或测量结果精度
不高 ［３１］ 。 此外， 租赁船只费用也会影响该方法的经济性。
为了应对地面基站无法布设的复杂环境， 星站差分系统得到了发展和应用。 该系统利用卫星来代
替 ＲＴＫ 基准站， 在无网络信号覆盖水域更具优势。 目前国际市场上主流的星站差分系统包括 ＶｅｒｉＰｏｓ、
Ｓｔａｒｆｉｒｅ、 ＯｍｎｉＳｔａｒ 等， 国内的有中国精度（Ａｌｔａｓ）等。 王传江等 ［３２］ 基于星站差分技术对上海近海水域进
行了水深测量， 其结果与验潮、 ＲＴＫ 方式的结果对比表明， 星站差分技术的测量精度满足实际需要，
并大大扩展了水深测量的工作范围。 刘之平等 ［３３］ 将 ＲＴＫ 技术与探地雷达相结合， 实现了对冰层厚度
与水深的一体化测量。 魏树运等 ［３４］ 利用 ＯｍｎｉＳｔａｒ 系统对海洋倾倒区水位进行测量， 并与压力式验潮
仪测量结果进行对比， 二者具有良好的一致性， 但在稳定性方面， ＯｍｎｉＳｔａｒ 水位波动更加明显。
２．３ 卫星遥感反演水深技术 卫星遥感反演水深技术（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｂａｔｈｙｍｅｔｒｙ， ＳＤＢ） 是一种基于
遥感数据的水深测量方法， 它通过分析可测参数值来推断水深 ［３５－３８］ 。 常见的水深遥感可以分为两大
类， 即微波遥感与光学遥感 ［３９］ 。 其中， 水深微波遥感技术主要应用合成孔径雷达（ＳＡＲ）和高度计传感
器， 不受云雾遮挡的影响， 但易受到水下地形坡度、 风速等条件干扰。 荣成飞等 ［４０］ 基于 ＳＡＲ 子孔径
图像对水深反演并进而得到水底地形。 于鹏 ［４１］ 通过流场数值模拟及实测 ＳＡＲ 遥感数据建立了长江口
水下地形雷达成像模型， 探讨了雷达成像模型对水深信息的敏感性。 光学遥感包括被动光学遥感与主
动光学遥感， 被动光学遥感根据光谱分辨率可分为多光谱与高光谱。 光学遥感的物理基础是光线的穿
透性， 即太阳光照射到水面上， 一部分光线被反射回空中， 大部分光线则进入水体； 在水体中， 部分
光线被水体吸收， 而有机质、 水中的泥沙等悬浮物则反射一部分光线； 这些透射到水底的光线部分被
水底反射和吸收， 另外一部分光线被水底和悬浮物反射返回空中， 并被遥感器接收。 可以通过分析不
同波段卫星影像数据， 反演获得区域水深信息 ［４２］ 。 高光谱遥感能同时获得地物的空间信息与光谱信
息， 具有 “图谱合一” 的特点， 是被动光学水深遥感反演的研究热点。 张磊等 ［４３］ 将遥感数据与 ＡＤＣＰ
相结合， 建立了多波段反演模型， 对海勃湾水库水深进行反演， 其平均绝对误差为 ０．６８ ｍ。 激光雷达
（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ， ＬｉＤＡＲ）是主动光学遥感探测手段， 相比高光谱遥感技术具有更高的测
量精度， 搭载方式包括机载、 星载等方式。 陈鲁宾等 ［４４］ 基于密度峰值聚类（Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｅａｋｓ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ，
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