Che strumento e
Un multibeam echosounder, o MBES, e un sonar batimetrico che misura molti punti del fondale a ogni impulso. Invece di un solo raggio verticale genera un ventaglio di fasci acustici, spesso largo da 120 a 160 gradi, e copre una fascia di fondale molto piu ampia della rotta della barca.
E' la tecnologia principale per porti, canali, dragaggi, infrastrutture, condotte, opere marittime, fiumi navigabili e monitoraggi ambientali dove servono copertura completa e alta densita.
Principio di funzionamento
Il sistema misura il tempo di ritorno dell'eco per ogni fascio e ne conosce l'angolo di emissione. Combinando tempo, angolo, velocita del suono, posizione GNSS, assetto dell'imbarcazione e orientamento del sensore, calcola coordinate tridimensionali del fondale.
I sensori moderni usano beamforming, impulsi chirp, frequenze selezionabili e algoritmi di bottom detection. Oltre alla profondita, spesso registrano backscatter, cioe l'intensita del ritorno acustico, utile per interpretare sedimenti, rocce, praterie o oggetti.
Come si opera
Un rilievo MBES richiede una calibrazione piu rigorosa del singlebeam. Si misura la geometria tra antenna GNSS, IMU, trasduttore e centro barca; si acquisiscono profili di velocita del suono in colonna d'acqua; si esegue un patch test per stimare roll, pitch, heading e latency.
La navigazione avviene con linee parallele e overlap controllato. In acque basse l'ampiezza della fascia e limitata dalla profondita, quindi le linee devono essere piu ravvicinate. In aree critiche si aggiungono linee di controllo trasversali per verificare che le superfici coincidano.
Marche e sistemi diffusi
Tra i produttori piu noti ci sono Kongsberg, Teledyne RESON SeaBat, R2Sonic, NORBIT, EdgeTech, WASSP e Imagenex per applicazioni specifiche. Le suite di acquisizione ed elaborazione piu comuni includono QPS QINSy/Qimera, CARIS HIPS and SIPS, HYPACK/HYSWEEP, EIVA NaviSuite, SonarWiz, BeamworX e software proprietari dei produttori.
Elaborazione dei dati
L'elaborazione parte dalla sincronizzazione di sonar, GNSS, IMU e sensori ausiliari. Si applicano profili di velocita del suono, maree o quota ellissoidica, patch test, filtri di qualita e pulizia manuale dei punti errati. Il dato viene poi grigliato con una risoluzione compatibile con profondita, densita e obiettivo del rilievo.
Il controllo qualita guarda differenze tra linee, densita di punti, incertezza stimata, buchi di copertura, artefatti a ventaglio, errori di rollio, rifrazione per sound velocity e oggetti anomali. Un buon dataset multibeam deve essere bello da vedere, ma soprattutto spiegabile.
Accuratezza e risultati
L'accuratezza dipende da profondita, geometria dei fasci, GNSS/INS, maree, velocita del suono e calibrazione. In rilievi shallow water ben condotti, l'incertezza verticale puo restare nell'ordine dei centimetri; a profondita maggiori cresce la componente proporzionale alla profondita e diventano decisive sound velocity e assetto.
I risultati tipici sono nuvole di punti, DTM/DEM del fondale, curve batimetriche, profili, calcoli di volume, mappe di differenza tra campagne, target list, backscatter mosaic e tavole per progettazione o dragaggio.
Nota da campo: quando le linee sembrano ondulate o non combaciano, spesso il problema non e il fondale. Prima di filtrare, conviene controllare patch test, profili SVP, ritardo temporale e lever arm.
