·3·
NO.8 2018
( Cumulativety NO.20 )
中国高新科技
China High-tech 2018年第8期（总第20期）
MB-System是由美国Lamont-Doherty地质观测所开发的一套功能强大、覆盖数据格式广泛的，集数据采集、数据解析、数据处理、3D水底成图于一体的多波束数据处理软件。它是一套运行于Linux 系统下的针对多波束测深和声纳数据处理的软件工具。而Linux系统在个人电脑上应用得的很少，限制了该软件的广泛应用。但MB-System软件给出了多种多波束数据格式的核心代码，这就为利用该软件来开发自己的多波束数据处理软件创造了一定 条件。 众所周知，任何仪器设备都不可缺少核心技术的支撑。掌握了核心技术，就掌握了产品的生命，掌握了未来。我国在许多高新科技领域都处于低端，原因就是那些掌握核心科技的国家不会轻易将这种技术传授给别国，而我国在核心技术的创新方面近年来又不尽如人意，导致我国在全球产业链中居于低端地位，在国际贸易中常常受制于人。随着陆地资源的日渐枯竭，海洋资源的开发和利用日益受到各国的重
视，由此也催生了与海洋资源开发相关的新产业。海洋测绘是开发海洋资源必不可少的前提条件，并且这项事业只是在近几十年才进入快速发展海洋测绘技术通道，我国也在逐年重视海洋
的开发，这就为我国赶超国际先进水平提供了发展契机。
海洋测绘的核心技术包括多波束数据处理技术，而我国多波束数据处理水平较国际先进水平有一定的差距。我国多波束测深和声纳设备大多数是由西方技术先进国家所生产，这些设备采集的数据格式没有完全公开，虽然随机的软件都会有数据的采集和处理功能，但这些过程都是封闭的，这不利于我们进行自己的数据分析和处理，也不利于进行国产多波束数据处理软件的开发和升级。MB-System软件代码中包含多种多波束数据核心代码的信息，通过对该软件的研究，能相对容易地获得一些多波束数据完整的数据结构，便于开展对多波束数据的精细化处理工作。现以XTF格式文件为例说明MB-System软件在多波束数据处理中的 作用。
XTF是eXtended Triton Format的缩写，意为可扩展的数据格式，即它可以很容易地把将来可能遇到的新数据扩展进去。一个XTF数据文件可以看作一个数据“池”，不同的数据可以互不影响地放进去，即在一次测深作业中使用XTF格式来采集多波束数据，可以随时将某种数据添加进文件而无须考
MB-System软件在多波束数据处理中的作用
王 煜 黄先辉 张 军
（赣西土木工程勘测设计院，江西 宜春 336000）发热手套
摘要：利用MB-System软件可以辅助解析和处理一些多波束数据，特别是在解析这些数据的核心部分时，MB-System软件提供了完整的解析方案。文章以XTF格式文件为例，具体分析利用该软件解析和处理多波束格式数据的一般过程。
水培鱼缸关键词：MB-System软件；核心技术；XTF格式；关键代码 文献标识码：A 中图分类号：P716文章编号：2096-4137（2018）08-003-03 DOI：10.ki.10-1507/n.2018.08.01
收稿日期：2018-02-26
作者简介：王煜（1974-），男，安徽宿州人，赣西土木工程勘测设计院测绘工程师，研究生，研究方向：大地测量学与测量工程。
虑这些数据是否与其他数据同步。在关于XTF数据格式的组成上，在已知的公开发表的文献中，能较为容易地获得这种格式的如下几种数据结构：XTF 文件的头结构，测深ping头结构，声纳ping头结构，船姿结构，通道结构等。
XTF文件头结构的第一个字节是XTF文件独有的标识码：0x7B（十六进制，下同），用以标识XTF文件。头结构后面跟的是各种数据包（表1），它们具有共同的标识码：0xFACE。这些数据包大小有个
特点：都是64的整数倍个字节；各种数据包的识别码是跟在标识码后面的HeaderType。声纳ping头结构XTFPINGHEADER和测深ping头结构XTFBATHHEADER，其数据组成完全一样，区别在于具体数据包中的HeaderType（识别码）不一样，声纳ping头结构的识别码的为0x00，而测深ping头结构的识别码是0x02；并且声纳ping头后面都跟有ping通道数据和对应通道的原始影像数据（表2，二个侧扫声纳通道）；而测深ping头后面跟的是原始测深数据，镶嵌在测深ping数据包内 （表3）。
表1 XTF文件布局
XTFFILEHEADER
（1024bytes）
各种XTF数据包
表2 声纳ping数据布局
XTF-PING-HEADER XTFPING-
CHAN
大田西瓜种植技术-HEADER
（第一通
道）
第一
通道
原始
数据
XTFPING-
CHAN
-HEADER
（第二通
道）
第二
通道
原始
数据
填充字
节（补
齐到64
的整数
倍）表3 测深ping数据布局
XTFBATH-HEADER
测深数据有效部分
（来自传感器的原始
测深数据）
填充字节（补齐到64
的整数倍）
表4给出了一测深ping部分的二进制数据，完整的一ping测深数据由测深ping头（256字节）和原始测深数据（384字节）组成。公开的文献资料中，我们能够到与测深ping头对应的数据结构。下面给出了部分代码，这些代码正是测深或声纳ping的结构代码，有了这些代码，可以顺利解析出这些ping头的相关信息。但最关键的余下的384字节的测深原始数据不到与之相应的数据结构来解
读它。
没有对应的结构来解读出这些原始数据，前面所做的工作就毫无意义，对XTF数据的处理更是无从谈起。在网络上搜索了很多关于XTF文件格式的文献，没有到关于原始测深和声纳数据的数据结构。解析和处理多波束XTF格式数据工作陷入了僵局。后来从导师那里了解到MB-System软件在Linux系统下可以解析和处理多种格式的多波束测深和声纳数据，于是从网络下载了这款功能强大的多波束数据处理软件，经过了对该软件代码的认真分析和研究，到了XTF格式文件的原始测深数据的结构代码。有了这个工具，经过综合分析和比较，终于能够将这些原始测深数据翻译成我们能够看懂的文档数据。
表4 测深ping原始二进制数据
CE FA020000000000000080020000D807 06040A3430029C0000000000AC820000 00E03B44000000000000000000000000 00000000000000000000000000000000
相关文件是mbf_xtfr8101.h和mbr_xtfr8101.c，头文件中给出了原始测深数据的结构，应用文件给出了在此结构下判断和读取原始测深数据的代码。其部分代码如下：
·4·
·5·
经过XTF文件的数据格式解析，得到了以文本形式存储的原始测深数据，包含以下测深数据信息：测船航向、纵摇、横摇、升沉、采样点距船的斜距等。这些数据不能直接使用，必须经过计算和改正才能进行进一步处理，以获得适合后处理的测量数据。这一过程由MB-System软件完成。这个计算过程也是由MB-System软件中的mbr_xtfr8101.c
文件来完成的，相关关键代码如下：
处理后的数据就是人可以识别的文本形式的测量数据（表5）。有了这种中间数据，就可以根据精度优化的需要进行后处理，以满足研究或工程建设的精度要求。
本文仅就XTF格式的数据解析与处理说明MB-System软件在多波束数据解析和处理工作中的作用。实
际上，这款软件可以解析和处理多达几十种格式的多波束数据。通过对XTF格式数据的解析与处理研究MB-System软件，对于今后的数据解析与处理工作有很大的启发：其他格式的多波束数据如果在关键结构上不能获得有用信息，可以尝试分析MB-System软件，看能否到有用的信息；有关国产多波束设备的开发和升级离不开软硬件的支持，在数据解析与处理软件方面可以参考MB-System软件的开发和运行流程。这样我们的工作就会有的放矢，加快我们赶超国际先进多波束技术的
步伐。
参考文献
[1] 胡清华，张建华，李海森，等．利用MB-System软件
进行多波束测深数据处理的研究[J]．海洋测绘，2006，（5）.[2] 高金耀，方银霞，徐赛英．原始多波束数据的格式转
换与统一[J]．海洋通报，2002，21（6）.[3] 阳凡林，李家彪，吴自银，等．浅水多波束勘测数据
双人自行车
精细处理方法[J]．测绘学报，2008，37（4）.[4] R ichard Clark，Liz Shaw．eXtended Triton
Format （XTF）Rev.25[R]．2008-07.
（责任编辑：陈玉荣）
表5 XTF测深数据部分处理结果
经度纬度水深中心北坐标中心东坐标纵摇横摇升沉航向横向距纵向距113.082477122.234317713.562460050.970405448.991-0.35-0.800.06336.785-44.420-0.069113.082514622.234333013.612460050.970405448.991-0.35-0.800.06336.785-40.192-0.069113.0825440
22.2343449
13.72
2460050.970
405448.991
-0.35
-
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0.06
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