本發(fā)明涉及了一種側(cè)掃聲納檢測方法，尤其是涉及了一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法。

背景技術(shù)：

水下目標(biāo)尺寸量測的精度和可靠性取決于水下定位技術(shù)，水下軟體排搭接寬度目前常規(guī)檢測方式采用的是浮標(biāo)法、水下探摸影像法和二維聲吶等，這些方法中，前兩種方法工效低、準(zhǔn)確度差，對于少量的鋪排工程尚可采用，但對于大批量的排體檢測，是不可能實(shí)現(xiàn)的，第三種方法是靜態(tài)檢測，對作業(yè)平臺有較高的要求，要求水上作業(yè)平臺檢測時保持靜止，雖然成果直觀，精度有保證，但是僅適合于施工過程中平行的檢測，作業(yè)面窄，檢測效率低。

水下工程，護(hù)底軟體排鋪設(shè)是基礎(chǔ)，水下鋪排的主要作用是保護(hù)鋪設(shè)范圍內(nèi)的河床底質(zhì)不被水沖蝕，從而達(dá)到護(hù)底、護(hù)腳、防止淘刷、保護(hù)工程基礎(chǔ)，進(jìn)而保護(hù)上部實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的目的。水下鋪排質(zhì)量檢驗(yàn)的一個重要環(huán)節(jié)就是排體搭接，如果搭接達(dá)不到要求，引起水流在搭接縫隙區(qū)域進(jìn)行淘刷，將造成排體上的水工建筑物坍塌，其施工質(zhì)量決定上層構(gòu)筑物的穩(wěn)定，意義重大。這也就決定了水下軟體排檢測的重要性，軟體排搭接寬度又是對其檢測的重要的指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，通過GPS接收機(jī)定位和側(cè)掃聲吶聲波反射推算坐標(biāo)基本原理，接入GPS定位信號的側(cè)掃聲吶掃側(cè)水下水下軟體排搭接處均對應(yīng)推算坐標(biāo)，結(jié)合搭接邊界點(diǎn)坐標(biāo)計算水下軟體排搭接寬度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，包括如下步驟：

（1）測量定位控制，側(cè)掃聲吶檢測位置定位是基于GPS導(dǎo)航，采用網(wǎng)絡(luò)或者電臺基站模式進(jìn)行RTK測量，其中，適用的GPS設(shè)備使用前輸出波特率調(diào)成與拖魚接受信號波特率一致；

（2）儀器設(shè)備安裝，船上GPS接收機(jī)安裝時天線須安裝在船舶高處，視場內(nèi)障礙物的高度角不能超過10°；

（3）測線布設(shè)，RTK-DGPS在控制點(diǎn)比對完成后，進(jìn)入掃測實(shí)施階段，布設(shè)測線結(jié)合水上導(dǎo)航設(shè)備沿布設(shè)好的測線行駛，進(jìn)行側(cè)掃影像數(shù)據(jù)得采集；測線需平行于軟體排布設(shè)，布設(shè)為直線，測線間隔根據(jù)軟體排鋪設(shè)間距布設(shè)；

（4）儀器連接和校準(zhǔn)，對儀器進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)，在現(xiàn)場將所有系統(tǒng)連接，探測前進(jìn)行全系統(tǒng)閉環(huán)動態(tài)聯(lián)調(diào)，檢查各儀器工作狀態(tài)，進(jìn)行最佳參數(shù)比較、選取與確認(rèn)，選擇在相應(yīng)環(huán)境條件下獲取最佳質(zhì)量聲圖的參數(shù)設(shè)置；

（5）排體檢測數(shù)據(jù)的采集與處理，根據(jù)GPS坐標(biāo)定位，測量船按照已布設(shè)的航跡線跑線，掃測過程中檢測船航速控制在2-5節(jié)，同時保持船姿態(tài)和航速的穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)是利用側(cè)掃后處理軟件的實(shí)時數(shù)據(jù)采集與鑲嵌技術(shù)，軟件的坐標(biāo)顯示與圖像存貯功能實(shí)現(xiàn)軟排體位置的確定；對于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)后處理，從掃測圖中提取所需點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)相鄰軟體排搭接處邊緣的坐標(biāo)值，計算其搭接寬度，最后按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求進(jìn)行相應(yīng)的分析。

前述的一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，其特征在于：步驟（1）中定位設(shè)備采用兼容性較好的TRIMBLE性系列GPS導(dǎo)航設(shè)備，且GPS基準(zhǔn)站的架設(shè)選擇周圍環(huán)境比較開闊的場地，遠(yuǎn)離微波站、高壓線等電磁波干擾，以免電臺發(fā)射受到影響。

前述的一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，其特征在于：步驟（2）中，GPS接收機(jī)安裝在遠(yuǎn)離船舶主桅桿，遠(yuǎn)離雷達(dá)、高頻天線等大功率無線電發(fā)射信號源。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出的側(cè)掃聲吶檢測水下軟體排搭接寬度的方法，可以直觀、快速、高效的檢測軟體排鋪設(shè)質(zhì)量、淤積情況和軟體排搭接寬度等，側(cè)掃聲納檢測軟體排搭接寬度，高效可靠，同時滿足水下檢測精度要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明側(cè)掃聲吶檢測水下軟體排搭接寬度示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1和圖2所示，一種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，包括如下步驟：

（1）測量定位控制，側(cè)掃聲吶檢測位置定位是基于GPS導(dǎo)航，采用網(wǎng)絡(luò)后者電臺基站模式進(jìn)行RTK測量。適用的GPS設(shè)備使用前輸出波特率調(diào)成和拖魚接受信號波特率一致，定位設(shè)備優(yōu)先采用兼容性較好的TRIMBLE性系列GPS導(dǎo)航設(shè)備，GPS基準(zhǔn)站的架設(shè)應(yīng)選擇周圍環(huán)境比較開闊的場地，遠(yuǎn)離微波站、高壓線等電磁波干擾，以免電臺發(fā)射受到影響。在正式檢測之前，先選取幾個已知點(diǎn)進(jìn)行檢查，以防止轉(zhuǎn)換參數(shù)錯誤或數(shù)據(jù)輸錯。接收機(jī)直接接收的坐標(biāo)為WGS-84坐標(biāo)，需求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，將WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工程所在地的地方坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換參數(shù)一般采用7參數(shù)，即三個平移參數(shù)（△X，△Y，△Z）、三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)（ωX，ωY，ωZ）和一個尺度參數(shù)K。對于控制點(diǎn)，選擇在測區(qū)附近的已知控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取至少提供四個控制點(diǎn)（三個做求解，一個做校驗(yàn)），控制點(diǎn)不足的情況下考慮采用靜態(tài)測量的方法布設(shè)和建立控制點(diǎn)。測區(qū)換磚參數(shù)已有的情況下，可以套用參數(shù)。

（2）儀器設(shè)備安裝，船上GPS接收機(jī)的安裝，GPS接收機(jī)天線須安裝在船舶高處（低于避雷針），視場內(nèi)障礙物的高度角不能超過10°，盡可能遠(yuǎn)離船舶主桅桿，盡量遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射信號源（如雷達(dá)、高頻天線等）。

（3）測線布設(shè)，RTK-DGPS在控制點(diǎn)比對完成后，進(jìn)入掃測實(shí)施階段，布設(shè)測線結(jié)合水上導(dǎo)航設(shè)備沿布設(shè)好的測線行駛，進(jìn)行側(cè)掃影像數(shù)據(jù)得采集。測線的布設(shè)綜合考慮測量載體的機(jī)動性、安全性、測量航速等因素。測線需平行于軟體排布設(shè)，布設(shè)為直線，測線間隔視軟體排鋪設(shè)間距布設(shè)。

（4）儀器連接和校準(zhǔn)，對儀器都進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)。在現(xiàn)場將所有系統(tǒng)連接，探測前進(jìn)行全系統(tǒng)閉環(huán)動態(tài)聯(lián)調(diào)，檢查各儀器工作狀態(tài)，進(jìn)行最佳參數(shù)比較、選取與確認(rèn)，選擇在特定環(huán)境條件下獲取最佳質(zhì)量聲圖的參數(shù)設(shè)置。在側(cè)掃現(xiàn)場將拖魚安裝在調(diào)查船周圍水下不同位置，不同航速，拖魚在不同水深，所獲取的聲圖進(jìn)行質(zhì)量比較，在船頭換能器遠(yuǎn)離螺旋漿噪聲最小，聲圖較清晰，但受涌浪影響較大，數(shù)據(jù)失真，在保證安全的前提下，拖魚宜置于側(cè)邊，適當(dāng)放長纜繩可以取得較好的聲圖效果。

（5）排體檢測數(shù)據(jù)的采集與處理，在測量期間，查明檢測所在區(qū)域的天氣情況，選擇在對掃測作業(yè)干擾小的較理想環(huán)境下展開測量。根據(jù)GPS坐標(biāo)定位，測量船按照已布設(shè)的航跡線跑線，掃測過程中檢測船航速控制在3節(jié)左右，同時保持船姿態(tài)和航速的穩(wěn)定，特別是在航跡線所在檢測區(qū)段，采集數(shù)據(jù)是利用側(cè)掃后處理軟件的實(shí)時數(shù)據(jù)采集與鑲嵌技術(shù)，軟件的坐標(biāo)顯示與圖像存貯功能實(shí)現(xiàn)軟排體位置的確定。對于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)后處理，從掃測圖中提取所需點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)相鄰軟體排搭接處邊緣的坐標(biāo)值，計算其搭接寬度，最后按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求進(jìn)行相應(yīng)的分析。

當(dāng)遇下列情況時，需進(jìn)行補(bǔ)測：

（1）風(fēng)浪較大造成換能器拖體在水中上下波動，在聲圖記錄紙上出現(xiàn)水面線；

（2）水底線有規(guī)律地相對彎曲，盲區(qū)邊界，遠(yuǎn)端最大作用距離相對彎曲變化；

（3）儀器故障，整機(jī)或分機(jī)不能正常工作，或拖纜及水密接頭進(jìn)水阻抗小于0.5，聲圖記錄上下無回波信號或記錄不可信，以及分辨力不能滿足探測目標(biāo)的要求。

綜上所述，本發(fā)明提供的種水下軟體排搭接寬度的側(cè)掃聲納檢測方法，通過GPS接收機(jī)定位和側(cè)掃聲吶聲波反射推算坐標(biāo)基本原理，接入GPS定位信號的側(cè)掃聲吶掃側(cè)水下水下軟體排搭接處均對應(yīng)推算坐標(biāo)，結(jié)合搭接邊界點(diǎn)坐標(biāo)計算水下軟體排搭接寬度。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界。