感器安裝在密閉容器內(nèi)部下端且超聲波發(fā)射傳感器的信號(hào)發(fā)射端向 上位于空腔內(nèi)，密閉容器的下端外部和圓環(huán)固定連接，上端外部和拉取繩連接；這樣可以保 證傳感器始終處于發(fā)射端向上的狀態(tài)，保證信號(hào)的傳輸并降低檢測誤差） e、 從測量船向超聲波發(fā)射傳感器發(fā)送啟動(dòng)指令，超聲波發(fā)射傳感器工作發(fā)出信號(hào)，由 三個(gè)超聲波接收傳感器接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時(shí)間，根據(jù)(溫度修正的）水聲速計(jì)算 每個(gè)超聲波接收傳感器距超聲波發(fā)射傳感器的距離，同時(shí)由移動(dòng)站的信息確定三個(gè)超聲波 接收傳感器的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出超聲波發(fā)射傳感器的三維坐標(biāo)即得到檢測 點(diǎn)的空間位置；（實(shí)施時(shí)，可以將測量船在一定范圍內(nèi)移動(dòng)，經(jīng)多次檢測和誤差校正，最后得 出此發(fā)射傳感器的準(zhǔn)確坐標(biāo)，即沉排測點(diǎn)的三維坐標(biāo)） f、 一個(gè)檢測點(diǎn)測量完成后，可以拉動(dòng)拉取繩收回發(fā)射傳感器，同時(shí)剪短牽引繩收回浮 體，換下一個(gè)檢測點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行上述檢測，得出排體邊緣各檢測點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)后，連線即得出 排體的邊緣線，完成軟體排沉排位置檢測。（實(shí)施時(shí)靠本方法測定出前后兩個(gè)沉排的相對(duì)位 置，即可以為下一個(gè)沉排的鋪設(shè)提供依據(jù)；同時(shí)將定位環(huán)固定在沉排的任何位置，則可以測 量沉排任何位置的三維坐標(biāo)。實(shí)施時(shí)還可以在每個(gè)沉排下游邊緣和排尾留幾個(gè)浮球，以利 工程驗(yàn)收測量。）。
[0015] 結(jié)合附圖更加具體地說，上述方法實(shí)施時(shí)，在附圖1和圖2中，GPS-B為GPS基站，GPS-M1~GPS-M3為1~3號(hào)GPS移動(dòng)站，B為測量船，J為超聲波發(fā)射傳感器，R1~R3為1~3號(hào) 超聲波接收傳感器，C為檢測點(diǎn)，R為牽引繩，F(xiàn)為浮球(即浮體)，P1為已鋪設(shè)的軟體排，P2 為正在鋪設(shè)的排體。
[0016] 在軟體排P2的編排過程中，在排頭和兩側(cè)邊緣一定距離設(shè)置多個(gè)檢測點(diǎn)C，將合 適長度的牽引繩R下端連接在檢測點(diǎn)C上端連接浮球F，浮球F可采用氣球、汽車輪胎或游 泳圈等可漂浮物體，在軟體排P2沉放延伸的過程中，浮球F漂浮在牽引繩R上方。
[0017] 在作業(yè)區(qū)岸邊上空開敞的地方架設(shè)GPS系統(tǒng)的基站GPS-B，測定基站的三維坐標(biāo)； 在測量船上安裝3臺(tái)GPS移動(dòng)站，即GPS-M1、GPS-M2和GPS-M3,基站通過專用無線電臺(tái)與 移動(dòng)站通訊。當(dāng)GPS接收到超過9顆衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，其三維坐標(biāo)定位可達(dá)到2cm的精度。
[0018] 采用一個(gè)大功率(大于100W)、大發(fā)散角（大于60度）的超聲波發(fā)射傳感器J、3個(gè) 超聲波接收傳感器Rl、R2和R3組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，3個(gè)接收傳感器分別位于GPS-M1、 GPS-M2和GPS-M3的正下方，并準(zhǔn)確測量接收傳感器與對(duì)應(yīng)GPS移動(dòng)站的距離，即可推算3 個(gè)超聲波接收傳感器Rl、R2和R3的三維坐標(biāo)。
[0019] 鋪排一定長度后，將測量船B開到需要檢測的區(qū)域，獲取到牽引繩R，在超聲波發(fā) 射傳感器J上連接一個(gè)圓環(huán)和一根整體長度超過水深的拉取繩，將牽引繩R穿過圓環(huán)，然后 拉動(dòng)牽引繩使得超聲波發(fā)射傳感器在自重作用下沿牽引繩向下滑動(dòng)到檢查點(diǎn)位置后定位， 該過程中將拉取繩另一端持于水面上；超聲波發(fā)射傳感器J安裝在具有一定浮力的密閉容 器中，保持其發(fā)射端始終向上。
[0020] 從測量船B通過水下電纜向超聲波發(fā)射傳感器J發(fā)送發(fā)射超聲波的指令，由3個(gè) 超聲波接收傳感器R1、R2和R3測出發(fā)射超聲波的傳播時(shí)間，根據(jù)溫度修正的水聲速度計(jì)算 每個(gè)傳感器距超聲波發(fā)射傳感器J的距離，由3個(gè)超聲波接收傳感器R1、R2和R3的三維坐 標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯得出超聲波發(fā)射傳感器J的三維坐標(biāo)。設(shè)超聲波接收傳感器Rl、R2和 R3距超聲波發(fā)射傳感器J的直線距離分別為A、石和石，三維坐標(biāo)分別為U，Ti，4)、U， _72，為)和（x3, _f3,z3),則超聲波發(fā)射傳感器J或軟體排測點(diǎn)C的三維坐標(biāo)（X，，z)可按 以下線性方程組求解：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種軟體排沉放位置檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 在軟體排沉放之前在排體邊緣設(shè)定檢測點(diǎn)，并在檢測點(diǎn)連接一根牽引繩，牽引繩整 體長度超過水深并在牽引繩上端連接浮體； b、 獲取一套包括一個(gè)基站和三個(gè)移動(dòng)站的GPS定位系統(tǒng)，在沉排作業(yè)區(qū)岸邊上方開敞 的位置架設(shè)所述基站，測定基站的三維坐標(biāo)；在測量船上安裝所述三臺(tái)移動(dòng)站，三臺(tái)移動(dòng)站 呈三角形布置在同一水平面，基站與移動(dòng)站無線通訊連接； c、 獲取一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器，和三個(gè)超聲波接收傳感器組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，三 個(gè)超聲波接收傳感器分別設(shè)置于三臺(tái)移動(dòng)站的正下方固定高度位置處； d、 軟體排沉排過程中，當(dāng)檢測點(diǎn)沉入到河床后，浮體浮于河面，需要檢測時(shí)，靠上述測 量船行至浮體位置獲取到牽引繩，在超聲波發(fā)射傳感器上連接一個(gè)圓環(huán)和一根整體長度超 過水深的拉取繩，將牽引繩穿過圓環(huán)，然后拉動(dòng)牽引繩使得超聲波發(fā)射傳感器在自重作用 下沿牽引繩向下滑動(dòng)到檢查點(diǎn)位置后定位，該過程中將拉取繩另一端持于水面上； e、 從測量船向超聲波發(fā)射傳感器發(fā)送啟動(dòng)指令，超聲波發(fā)射傳感器工作發(fā)出信號(hào)，由 三個(gè)超聲波接收傳感器接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時(shí)間，根據(jù)水聲速計(jì)算每個(gè)超聲波接 收傳感器距超聲波發(fā)射傳感器的距離，同時(shí)由移動(dòng)站的信息確定三個(gè)超聲波接收傳感器 的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出超聲波發(fā)射傳感器的三維坐標(biāo)即得到檢測點(diǎn)的空間位 置； f、 一個(gè)檢測點(diǎn)測量完成后，可以拉動(dòng)拉取繩收回發(fā)射傳感器，同時(shí)剪短牽引繩收回浮 體，換下一個(gè)檢測點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行上述檢測，得出排體邊緣各檢測點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)后，連線即得出 排體的邊緣線，完成軟體排沉排位置檢測。
2. 如權(quán)利要求1所述的軟體排沉放位置檢測方法，其特征在于，拉取繩均采用不銹鋼 航空鋼絲繩。
3. 如權(quán)利要求1所述的軟體排沉放位置檢測方法，其特征在于，所述浮體采用汽車輪 胎或者游泳圈。
4. 如權(quán)利要求1所述的軟體排沉放位置檢測方法，其特征在于，d步驟中，超聲波發(fā)射 傳感器安裝在一密閉容器中，圓環(huán)和拉取繩均連接在密閉容器上，在超聲波發(fā)射傳感器下 沉過程中靠拉取取繩沉入深度判斷超聲波發(fā)射傳感器下行位置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟體排沉放位置檢測方法，其特征在于，采用一個(gè)基站和三個(gè)移動(dòng)站的GPS定位系統(tǒng)，將三個(gè)移動(dòng)站安裝在測量船上并行至檢測點(diǎn)上方，在排體邊緣設(shè)定檢測點(diǎn)位置安裝超聲波發(fā)射傳感器，在三個(gè)移動(dòng)站周圍安裝超聲波接收傳感器，靠三個(gè)超聲波接收傳感器接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時(shí)間，計(jì)算出距離，同時(shí)由移動(dòng)站的信息確定三個(gè)超聲波接收傳感器的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出檢測點(diǎn)的空間位置。本發(fā)明能夠快捷準(zhǔn)確地獲取軟體排沉放位置，為后續(xù)沉排提供依據(jù)，保證軟體排沉排效果；同時(shí)具有操作簡單，成本低廉，可行性好，精確度高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01S5-30, G01S5-22
【公開號(hào)】CN104698440
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510123995
【發(fā)明人】楊勝發(fā), 李德華, 李廷文, 羅磊, 胡偉才, 陳玉丹, 陳勇康
【申請(qǐng)人】重慶交通大學(xué), 長江重慶航道工程局
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月21日