一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法与流程

本发明涉及了一种侧扫声纳检测方法，尤其是涉及了一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法。

背景技术：

水下目标尺寸量测的精度和可靠性取决于水下定位技术，水下软体排搭接宽度目前常规检测方式采用的是浮标法、水下探摸影像法和二维声呐等，这些方法中，前两种方法工效低、准确度差，对于少量的铺排工程尚可采用，但对于大批量的排体检测，是不可能实现的，第三种方法是静态检测，对作业平台有较高的要求，要求水上作业平台检测时保持静止，虽然成果直观，精度有保证，但是仅适合于施工过程中平行的检测，作业面窄，检测效率低。

水下工程，护底软体排铺设是基础，水下铺排的主要作用是保护铺设范围内的河床底质不被水冲蚀，从而达到护底、护脚、防止淘刷、保护工程基础，进而保护上部实体结构的稳定性的目的。水下铺排质量检验的一个重要环节就是排体搭接，如果搭接达不到要求，引起水流在搭接缝隙区域进行淘刷，将造成排体上的水工建筑物坍塌，其施工质量决定上层构筑物的稳定，意义重大。这也就决定了水下软体排检测的重要性，软体排搭接宽度又是对其检测的重要的指标。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，通过GPS接收机定位和侧扫声呐声波反射推算坐标基本原理，接入GPS定位信号的侧扫声呐扫侧水下水下软体排搭接处均对应推算坐标，结合搭接边界点坐标计算水下软体排搭接宽度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，包括如下步骤：

（1）测量定位控制，侧扫声呐检测位置定位是基于GPS导航，采用网络或者电台基站模式进行RTK测量，其中，适用的GPS设备使用前输出波特率调成与拖鱼接受信号波特率一致；

（2）仪器设备安装，船上GPS接收机安装时天线须安装在船舶高处，视场内障碍物的高度角不能超过10°；

（3）测线布设，RTK-DGPS在控制点比对完成后，进入扫测实施阶段，布设测线结合水上导航设备沿布设好的测线行驶，进行侧扫影像数据得采集；测线需平行于软体排布设，布设为直线，测线间隔根据软体排铺设间距布设；

（4）仪器连接和校准，对仪器进行静态校准，在现场将所有系统连接，探测前进行全系统闭环动态联调，检查各仪器工作状态，进行最佳参数比较、选取与确认，选择在相应环境条件下获取最佳质量声图的参数设置；

（5）排体检测数据的采集与处理，根据GPS坐标定位，测量船按照已布设的航迹线跑线，扫测过程中检测船航速控制在2-5节，同时保持船姿态和航速的稳定，采集数据是利用侧扫后处理软件的实时数据采集与镶嵌技术，软件的坐标显示与图像存贮功能实现软排体位置的确定；对于内业数据后处理，从扫测图中提取所需点的坐标，根据相邻软体排搭接处边缘的坐标值，计算其搭接宽度，最后按照规范标准和相关要求进行相应的分析。

前述的一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，其特征在于：步骤（1）中定位设备采用兼容性较好的TRIMBLE性系列GPS导航设备，且GPS基准站的架设选择周围环境比较开阔的场地，远离微波站、高压线等电磁波干扰，以免电台发射受到影响。

前述的一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，其特征在于：步骤（2）中，GPS接收机安装在远离船舶主桅杆，远离雷达、高频天线等大功率无线电发射信号源。

本发明的有益效果是：本发明提出的侧扫声呐检测水下软体排搭接宽度的方法，可以直观、快速、高效的检测软体排铺设质量、淤积情况和软体排搭接宽度等，侧扫声纳检测软体排搭接宽度，高效可靠，同时满足水下检测精度要求。

附图说明

图1是本发明侧扫声呐检测水下软体排搭接宽度示意图；

图2是本发明实施流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，包括如下步骤：

（1）测量定位控制，侧扫声呐检测位置定位是基于GPS导航，采用网络后者电台基站模式进行RTK测量。适用的GPS设备使用前输出波特率调成和拖鱼接受信号波特率一致，定位设备优先采用兼容性较好的TRIMBLE性系列GPS导航设备，GPS基准站的架设应选择周围环境比较开阔的场地，远离微波站、高压线等电磁波干扰，以免电台发射受到影响。在正式检测之前，先选取几个已知点进行检查，以防止转换参数错误或数据输错。接收机直接接收的坐标为WGS-84坐标，需求解转换参数，将WGS-84坐标转换为工程所在地的地方坐标，转换参数一般采用7参数，即三个平移参数（△X，△Y，△Z）、三个旋转参数（ωX，ωY，ωZ）和一个尺度参数K。对于控制点，选择在测区附近的已知控制点，转换参数的求取至少提供四个控制点（三个做求解，一个做校验），控制点不足的情况下考虑采用静态测量的方法布设和建立控制点。测区换砖参数已有的情况下，可以套用参数。

（2）仪器设备安装，船上GPS接收机的安装，GPS接收机天线须安装在船舶高处（低于避雷针），视场内障碍物的高度角不能超过10°，尽可能远离船舶主桅杆，尽量远离大功率无线电发射信号源（如雷达、高频天线等）。

（3）测线布设，RTK-DGPS在控制点比对完成后，进入扫测实施阶段，布设测线结合水上导航设备沿布设好的测线行驶，进行侧扫影像数据得采集。测线的布设综合考虑测量载体的机动性、安全性、测量航速等因素。测线需平行于软体排布设，布设为直线，测线间隔视软体排铺设间距布设。

（4）仪器连接和校准，对仪器都进行静态校准。在现场将所有系统连接，探测前进行全系统闭环动态联调，检查各仪器工作状态，进行最佳参数比较、选取与确认，选择在特定环境条件下获取最佳质量声图的参数设置。在侧扫现场将拖鱼安装在调查船周围水下不同位置，不同航速，拖鱼在不同水深，所获取的声图进行质量比较，在船头换能器远离螺旋浆噪声最小，声图较清晰，但受涌浪影响较大，数据失真，在保证安全的前提下，拖鱼宜置于侧边，适当放长缆绳可以取得较好的声图效果。

（5）排体检测数据的采集与处理，在测量期间，查明检测所在区域的天气情况，选择在对扫测作业干扰小的较理想环境下展开测量。根据GPS坐标定位，测量船按照已布设的航迹线跑线，扫测过程中检测船航速控制在3节左右，同时保持船姿态和航速的稳定，特别是在航迹线所在检测区段，采集数据是利用侧扫后处理软件的实时数据采集与镶嵌技术，软件的坐标显示与图像存贮功能实现软排体位置的确定。对于内业数据后处理，从扫测图中提取所需点的坐标，根据相邻软体排搭接处边缘的坐标值，计算其搭接宽度，最后按照规范标准和相关要求进行相应的分析。

当遇下列情况时，需进行补测：

（1）风浪较大造成换能器拖体在水中上下波动，在声图记录纸上出现水面线；

（2）水底线有规律地相对弯曲，盲区边界，远端最大作用距离相对弯曲变化；

（3）仪器故障，整机或分机不能正常工作，或拖缆及水密接头进水阻抗小于0.5，声图记录上下无回波信号或记录不可信，以及分辨力不能满足探测目标的要求。

综上所述，本发明提供的种水下软体排搭接宽度的侧扫声纳检测方法，通过GPS接收机定位和侧扫声呐声波反射推算坐标基本原理，接入GPS定位信号的侧扫声呐扫侧水下水下软体排搭接处均对应推算坐标，结合搭接边界点坐标计算水下软体排搭接宽度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。