本發(fā)明屬于測深技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，一般的測深方式多采用水位站進(jìn)行高程控制，測深則和定位同步進(jìn)行。這種作業(yè)模式存在以下缺陷：

(1)水位站位置的水面情況無法完全代表整個測區(qū)的情況，即使布設(shè)多個水位站，水位改正模型也可能與實際情況存在較大的誤差。

(2)在測區(qū)面積大、特別是長距離的帶狀水面時，需要布設(shè)較多的水位站，無論是人工觀測，還是布設(shè)儀器，均需要耗費大量的人力。

(3)測高和測深不同步，制約了測深精度的提高。

而采用gnss設(shè)備、姿態(tài)傳感器和精密測深儀進(jìn)行一體化精密水深測量能有效提高測深精度，提升工作效率。但是，在其實施過程中一般存在以下問題：

(1)采用光纖羅經(jīng)，雖然能有效克服鐵質(zhì)船體對艏向測量的影響，但是光纖羅經(jīng)體積較大，很難與測深安裝桿一體化安裝。

(2)電子羅盤體積小巧，能以較高的精度測定旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，但是艏向測量精度易受鐵制船體和測深桿的影響，造成艏向測量精度大大降低。

(3)在一體化測深作業(yè)中，無論是采用光纖羅經(jīng)，還是電子羅盤，都存在傳感器安裝姿態(tài)校準(zhǔn)的難題，目前沒有很好的辦法解決這個難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種測量精度和可靠度高、方便校準(zhǔn)姿態(tài)傳感器和測深儀探頭之間相對角度，安裝和拆卸方便、且能夠一體化安裝的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置及其系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置，其特征在于，包括：安裝桿，兩端分別用于安裝天線和測深儀；第一校準(zhǔn)構(gòu)件，安裝在安裝桿上或與安裝桿平行的構(gòu)件上，用于檢測安裝桿是否垂直；姿態(tài)傳感器安裝單元，包括：可調(diào)節(jié)且可拆卸地安裝在安裝桿上的第一安裝平臺、可調(diào)節(jié)地安裝在安裝平臺上的第二安裝平臺、安裝在第二安裝平臺上用于檢測第二安裝平臺的表面是否與水平面平行的第二校準(zhǔn)構(gòu)件。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，第二安裝平臺通過三個腳螺旋安裝在第一安轉(zhuǎn)平臺上，通過調(diào)整三個腳螺旋來調(diào)整第二安裝平臺的角度。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，第一校準(zhǔn)構(gòu)件、第二校準(zhǔn)構(gòu)件均為水準(zhǔn)氣泡，安裝桿垂直于第一校準(zhǔn)構(gòu)件的平面，第二校準(zhǔn)構(gòu)件的平面與第二安裝平臺平行。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，安裝桿上設(shè)置有固定構(gòu)件，用于將安裝桿固定在測船上。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，安裝桿的一端安裝有安裝支架，安裝支架用于將天線安裝在安裝桿的一端。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，安裝桿、第一安裝平臺、第二安裝平臺、腳螺旋、固定環(huán)和安裝支架均為不銹鋼材料制成。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置中，還可以具有這樣的特征：其中，安裝桿的一端的外面設(shè)置有一段外螺紋，第一安裝平臺設(shè)置有與外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，第一安裝平臺與安裝桿螺紋連接。

本發(fā)明還提供了一種自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深系統(tǒng)，其特征在于,包括：權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置；天線，安裝在所述自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置的所述安裝桿的一端；姿態(tài)傳感器，安裝在所述自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置的所述第二安裝平臺上；測深儀，安裝在所述自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置的所述安裝桿的另一端；以及基準(zhǔn)站，用于采集所述測深儀測量的水深數(shù)據(jù)、姿態(tài)傳感器測量的姿態(tài)測量數(shù)據(jù)和航向測量數(shù)據(jù)、天線所定位的定位數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，天線為gnss天線。

進(jìn)一步，在本發(fā)明提供的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，姿態(tài)傳感器為電子羅盤。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

根據(jù)本發(fā)明所涉及的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置，因為安裝桿的兩端分別用來安裝天線和測深儀，測深儀和天線之間的距離為固定的，僅需測量一次即可，避免多次測量引入誤差；第一校準(zhǔn)構(gòu)件安裝在安裝桿上，第二安裝平臺可調(diào)節(jié)地安裝在第一安裝平臺上，第二校準(zhǔn)構(gòu)件和姿態(tài)傳感器安裝在第二安裝平臺上，校準(zhǔn)時，安裝桿根據(jù)第一校準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，保證安裝桿處于垂直狀態(tài)，第二安裝平臺根據(jù)第二校準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，使得第二安裝平臺與水平面平行，兩個校準(zhǔn)構(gòu)件同時校準(zhǔn)后，當(dāng)安裝桿安裝在測船上時，安裝桿不垂直所引起的測量誤差就能夠通過姿態(tài)傳感器測量并消除；第一安裝平臺可調(diào)節(jié)地安裝在安裝桿上，當(dāng)安裝桿安裝在測船上時能夠調(diào)節(jié)姿態(tài)傳感器與測船之間的距離，從而避免測船影響姿態(tài)傳感器，因此本發(fā)明的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置測量精度和可靠度高、方便校準(zhǔn)姿態(tài)傳感器和測深儀探頭之間相對角度，安裝和拆卸方便、且能夠一體化安裝。

本發(fā)明所涉及的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深系統(tǒng)，天線、測深儀和姿態(tài)傳感器均安裝在自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置的相應(yīng)位置，因此具有測量精度和可靠度高、方便校準(zhǔn)姿態(tài)傳感器和測深儀探頭之間相對角度，安裝和拆卸方便、且能夠一體化安裝的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置及其系統(tǒng)作具體闡述。

<結(jié)構(gòu)一>

如圖1所示，自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置100包含：安裝桿10、第一校準(zhǔn)構(gòu)件20和姿態(tài)傳感器安裝單元30。第一校準(zhǔn)構(gòu)件20安裝在安裝桿10上或與安裝桿10平行的構(gòu)件上，當(dāng)安裝桿10垂直放置時，用于檢測安裝桿10是否垂直。姿態(tài)傳感器安裝單元30可調(diào)節(jié)地安裝在安裝桿10上。

安裝桿10的一端安裝天線51，以圖1的方向看，該端為安裝桿10的上端；另一端安裝測深儀40，以圖1的方向看，該端為安裝桿10的下端。因此，天線51和測深儀40之間的距離是固定的，僅需測量一次即可，避免多次測量引入誤差。

在本實施例中，天線51是通過安裝支架52安裝在安裝桿10的上端，安裝支架52與安裝桿10螺紋連接，當(dāng)然也可以為其它連接方式，只要將安裝支架52固定在安裝桿10的一端即可。

在本實施例中，安裝桿10上設(shè)置有固定構(gòu)件12，固定構(gòu)件12為固定在安裝桿10上的固定環(huán)，用于將安裝桿10固定在測船上。

第一校準(zhǔn)構(gòu)件20為水準(zhǔn)氣泡，安裝桿10與水準(zhǔn)氣泡的平面垂直。第一校準(zhǔn)構(gòu)件20的安裝只需使得安裝桿10與水準(zhǔn)氣泡的平面垂直即可，并非一定要安裝在安裝桿10上。在本實施例中，安裝支架52安裝在安裝桿10后，安裝支架52的軸線與安裝桿10的軸線重合，第一校準(zhǔn)構(gòu)件20安裝在安裝支架52上。

姿態(tài)傳感器安裝單元30包含：第一安裝平臺31、第二安裝平臺32、第二校準(zhǔn)構(gòu)件33。

第一安裝平臺31可調(diào)節(jié)地安裝在安裝桿10上。在本實施例中，安裝桿10的一端設(shè)置有一段外螺紋11，安裝平臺31上設(shè)置有與外螺紋11相匹配的內(nèi)螺紋，第一安裝平臺31與安裝桿10螺紋連接。安裝平臺31能夠在安裝桿10上的外螺紋段移動，調(diào)節(jié)第一安裝平臺31在安裝桿10上的位置，從而調(diào)節(jié)了姿態(tài)傳感器與船體的距離，能夠有效減弱鐵質(zhì)船體對姿態(tài)傳感器的干擾。具體的，外螺紋11的長度為1米，第一安裝平臺31在安裝桿10上的調(diào)節(jié)空間為1米。當(dāng)然，外螺紋11的長度也可以為其它長度，具體根據(jù)實際情況確定。

第二安裝平臺32可調(diào)節(jié)的安裝在第二安裝平臺32上，第二安裝平臺32上用于安裝姿態(tài)傳感器。在本實施例中，第二安裝平臺32通過三個腳螺旋34安裝在第一安轉(zhuǎn)平臺31上，通過調(diào)整三個腳螺旋34來調(diào)整第二安裝平臺32的角度，從而調(diào)整第二安裝平臺32的平面使得其與水平面平行。

第二校準(zhǔn)構(gòu)件33安裝在第二安裝平臺32上，用于檢測第二安裝平臺32的表面是否與水平面平行。在本實施例中，第二校準(zhǔn)構(gòu)件33為水準(zhǔn)氣泡，水準(zhǔn)氣泡的平面與第二安裝平臺32的平面平行。

安裝桿10、第一安裝平臺31、第二安裝平臺32、腳螺旋34、固定環(huán)12和安裝支架52均為不銹鋼材料制成，其中，安裝桿10為不銹鋼鋼管，采用不銹鋼材料用于減小或消除鐵制材料對姿態(tài)傳感器的影響。

校準(zhǔn)時，使得第一校準(zhǔn)構(gòu)件20和第二校準(zhǔn)構(gòu)件33的水泡均同時處于水平位置即可。校準(zhǔn)后，姿態(tài)傳感器測量出的姿態(tài)數(shù)字與測深儀探頭的姿態(tài)一致，安裝桿不垂直所引起的測量誤差能夠通過姿態(tài)傳感器測量并消除。

<結(jié)構(gòu)二>

如圖1所示，自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深系統(tǒng)包含：結(jié)構(gòu)一中的自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置100、天線51、姿態(tài)傳感器(圖中未顯示)、測深儀40和基準(zhǔn)站(圖中未顯示)。

天線51安裝在安裝桿10的上端，用于對自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置100進(jìn)行rtk定位(實時動態(tài)定位)和高程測量。姿態(tài)傳感器安裝在第二安裝平臺32上，用于測量航向數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)。測深儀安裝在安裝桿10的下端，用于測量水深?；鶞?zhǔn)站用于采集所述測深儀測量的水深數(shù)據(jù)、姿態(tài)傳感器測量的姿態(tài)測量數(shù)據(jù)和航向測量數(shù)據(jù)、天線所定位的定位數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理。

在本實施例中，天線51通過安裝支架52安裝在安裝桿10的上端，天線51為gnss天線，并采用trimbler10型gnss設(shè)備進(jìn)行rtk定位和高程測量。姿態(tài)傳感器為電子羅盤，優(yōu)選honeywell的hmr3000三軸數(shù)字羅盤。測深儀40為hy1600型精密測深儀。

使用時，在陸地上進(jìn)行安裝和校準(zhǔn)，首先對自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置100進(jìn)行安裝，將測深儀40安裝在安裝桿10的下端，將姿態(tài)傳感器安裝單元30安裝到安裝桿10上，將安裝支架52安裝在安裝桿10的上端，天線安轉(zhuǎn)在安裝支架52上。測量并記錄測深儀40的探頭零點位置與安裝支架52上天線51的安裝位置之間的距離，即測深儀40的探頭零點與天線51之間的距離。由于該兩點之間的距離是固定的，因此，僅需測量一次即可，避免每次測量出現(xiàn)誤差，能夠提高測深的精度。

然后，對安裝完的裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，讓安裝完的安裝桿10大致保持垂直的狀態(tài)，先調(diào)整安裝桿10，使得第一校準(zhǔn)構(gòu)件20的氣泡位于水平位置，讓安裝桿保持此垂直狀態(tài)；然后，調(diào)節(jié)三個腳螺旋34使得第二校準(zhǔn)構(gòu)件33的氣泡位于水平位置，校準(zhǔn)完畢。然后，將自帶校準(zhǔn)系統(tǒng)的一體化精密測深安裝裝置100通過固定環(huán)12固定在測船上，使得安裝桿10大致垂直于水面即可，將gnss天線安裝在安裝支架52上，將姿態(tài)傳感器安裝在第二安裝平臺32。然后，開始進(jìn)行測量，基準(zhǔn)站采集gnss、測深儀40、姿態(tài)傳感器測量的定位數(shù)據(jù)、水深數(shù)據(jù)、姿態(tài)測量數(shù)據(jù)、航向測量數(shù)據(jù)，并用hypack軟件將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，經(jīng)過聲速改正后得到水下測點的高程。

上述實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。