无人测绘正在改变海洋数据的获取方式。2018 年 10 月，爱尔兰 XOCEAN 公司用一艘轿车大小的 XO-450 无人测量船（USV），在北爱尔兰 Carlingford Lough 与爱尔兰海完成了为期三周的「超视距」多波束测深演示——船上没有一名船员，操控手坐在岸上的运营中心里，通过卫星链路远程作业。

这次演示之所以被行业反复引用，关键不在「无人」这个形式，而在于无人平台如何守住数据质量。多波束测深对声速极其敏感：声速剖面测不准，再好的声呐也测不准。XOCEAN 的答案是把 Valeport miniSVS 表面声速传感器装到换能器头上，把 Valeport SWiFT SVP 声速剖面仪挂上船尾绞车自动投放，形成「表层 + 全水柱」的双重声速改正闭环。

XO-450 无人测量船在爱尔兰海作业，甲板上不见人影，全部由岸基运营中心远程操控（图源：XOCEAN 白皮书）

声波在水中的传播速度并不是一个定值：温度、盐度、压力都会改变它，典型海水里大约在 1,450—1,550 m/s 之间浮动。而多波束的每一个波束都是按「直线传播」计算的，一旦实际声速与系统设定值不一致，声线就会弯曲（折射），边缘波束的水深被系统性地拉深或者抬浅——而且这种偏差无法通过提高声呐分辨率来弥补。

所以规范要求的是两个层次的声速数据：一是换能器表面的实时声速，它决定发射瞬间的基准；二是整个水柱的声速剖面，它决定各波束的折射改正。缺了任何一项，在近岸、河口这类温盐跃层明显的海域，成果都很难满足 IHO S-44 特等（Special Order）与 LINZ 规范的要求。

本次使用的 EM 2040P MKII 工作频率覆盖 200—400 kHz，操作手可以实时切换：300 kHz 贴近海底作业、200 kHz 打更深、400 kHz 做最高分辨率的精细检查。200/300 kHz 时扇面开角可达 170°，平坦海底覆盖宽度约为水深的 7.5 倍；200 kHz 在冷海水中最大量程 600 m、扇宽可达 830 m。频率越高、波束越细，对声速改正精度的要求就越苛刻。

Kongsberg EM 2040 系列技术特性与三维地形成果示意（图源：XOCEAN 白皮书）

XO-450 是一艘双体（catamaran）无人测量船，尺寸大致相当于一辆普通轿车。它的混合动力系统支持单次任务续航 18 天、航程 1,512 海里；船上配备 Inmarsat FBB 250 卫星通信系统用于双向数据传输，因此可以完全脱离视距，在离岸海域长时间连续作业。XOCEAN 对该平台的口径是 24 小时不间断运行，把数据采集的成本、环境影响和人员安全风险同时压下来。

为了把测量误差压到最低，换能器头（MBES）、运动参考单元（MRU）与表面声速传感器（miniSVS）被集中安装在同一块接口板上，再整体装到靠近船体旋转中心的 sonar post 上——这样船体的横摇、纵摇对数据的影响最小。这恰恰是无人平台相对有人船的一个独特优势：传感器布局可以纯粹为数据质量服务，而不必迁就「给人留出活动空间」。

XO-450 平台：双体船型，桅杆顶部集成卫星通信天线与导航设备（图源：XOCEAN 白皮书）

换能器头（MBES）、MRU 与 miniSVS 表面声速传感器集成于同一块接口板（图源：XOCEAN 白皮书）

声速剖面仪需要放下去、收回来、再把数据取出来——在有人船上这是三次人工动作，在无人船上必须全自动完成。XO-450 的做法是在船尾安装一台电子控制的仪器绞车，可投放与回收最大 25 kg 的载荷，下放深度由软件预设；仪器不工作时安放在半潜式存放舱中。SWiFT SVP 则通过蓝牙与船上计算机通信，整个过程构成一个完整闭环：

• 绞车按预设深度下放 SWiFT SVP，完成下潜、取回一条完整声速剖面；
• 仪器回收至船尾专属停靠位，进入半潜式存放舱；
• 停靠到位后蓝牙自动建立连接，剖面数据自动下载到船载处理器；
• 下载完成，仪器广播一个信号，随即进入待命（idle）状态，等待下一次投放。

全程无需人工干预，新剖面数据直接参与实时声速改正。Valeport 在设计 SWiFT 时就把「消除或自动化一切重复动作」当作出发点：内置 GNSS 为每条剖面自动定位与授时，低功耗蓝牙实现自动连接，固件与工作模式做减法，软件自动生成并转换成多种行业数据格式——这些设计叠加起来，才有了「无人平台上自己干活的剖面仪」。

XO-450 船尾的仪器绞车与半潜式停靠舱，SWiFT SVP 由此自动投放与回收（图源：XOCEAN 白皮书）

XO-450 搭载一台高性能工控机，可以运行任意操作系统的虚拟机。操作手在运营中心通过远程桌面连到船上的测量计算机（本次为 Windows 10），操作体验与坐在船上几乎没有差别。

数据链的关键是「少传、传关键」。Kongsberg SIS 5 的 SIS Remote 功能让船端实时处理后就地抽稀，只把简化的数字地形模型回传岸上——数据量大幅下降，操作手却仍能近实时掌握覆盖情况与数据质量，因此卫星链路甚至低速无线电链路都足以支撑。本次采集分别使用了 SIS 4、SIS 5 与 QINSy，数据格式为 .all / .kmall / .db。

原始数据全部保存在船上可插拔的固态 NAS 中，装 4×4 TB 硬盘时可提供 16 TB 容量，返航后再做完整后处理；本次采用 QPS Qimera 处理测深数据，定位则用 POSPac MMS 8 的 PP-RTX 精密后处理方式解算。

XOCEAN 位于爱尔兰的运营中心，操作手在此远程操控 USV（图源：XOCEAN 白皮书）

SIS 5 Remote 操作界面：岸上看到的是抽稀后的近实时数据，左侧为实时数据传输控制（图源：XOCEAN 白皮书）

在三周演示期内，多波束系统在多种天气与海况下持续作业，既覆盖了近岸的 Carlingford Lough，也覆盖了离岸的爱尔兰海。演示期间，XOCEAN 还在运营中心接待了多批来访客户，现场观看系统实况运行——这本身就是「无人化」最直观的说服力。

数据经后处理后识别出两类典型目标：爱尔兰海中的一处水下构筑物，以及 Carlingford Lough 海底的大片沙波（沙纹）。前者说明无人平台在离岸目标探测上完全可用；后者则说明这套系统对浅水区高频变化地貌的监测同样有价值。

爱尔兰海水下构筑物：多波束三维成果（图源：XOCEAN 白皮书）

Carlingford Lough 海底沙波：多波束三维成果（图源：XOCEAN 白皮书）

无人测量船不是廉价替代品。它是在守住 IHO 特等 / LINZ 级精度的前提下改变成本结构：XOCEAN 的口径是平台 24/7 作业、项目交付更快，成本约为传统方式的 1/3；本次演示则用 18 天续航、1,512 海里航程证明了作业半径上的灵活性。

无人化的瓶颈常常不在船，而在「人原本要做的动作」能否被自动化。在声速剖面这条链路上，正是 SWiFT SVP 的自动停靠加上蓝牙自动下载，才让它真正适配无人平台；设备内置 GNSS 自主定位授时、软件自动转换数据格式，同样都是在为「无人」这件事服务。

这套组合对国内用户可以直接迁移。无论是自建 USV，还是对现有测量船做减人化改造，miniSVS 与 SWiFT SVP 都是成熟、且已经在无人平台上被完整验证过的声速改正方案：前者解决发射瞬间的基准声速，后者解决全水柱的折射改正，两者缺一不可。

资料来源：XOCEAN、Kongsberg Maritime、Valeport。图片来源：XOCEAN，版权归原作者所有。