“水聲吶”水下地形回聲勘測技術(shù)論文

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1、“水聲吶”水下地形回聲勘測技術(shù)論文..畢業(yè)摘要：“水聲吶”是一種性能獨(dú)特的回聲勘測儀，通過使用干涉測量法的數(shù)據(jù)來計算底部的坐標(biāo)，勘測結(jié)果可即時顯示出來。該技術(shù)可用于河道疏浚前后的勘測、繪制河道圖等。關(guān)鍵詞：水聲吶水下地形勘測工作原理及特點(diǎn)“水聲吶”是一種性能獨(dú)特的回聲勘測儀，其工作區(qū)的掃描寬度達(dá)１４０ｍ。其傳感器發(fā)送的信號在勘測小艇的行駛方向上非常窄，但在橫向非常寬。傳感裝置有９個傳感器，其中２個是發(fā)送器，７個是接受器。每一邊有一個發(fā)送器和３個接受器，中間有一個接受器。每一邊的３個接受器用來產(chǎn)生相位差圖像?！八晠取蓖ㄟ^使用干涉

2、測量法的數(shù)據(jù)來計算底部的坐標(biāo)。傳感裝置尺寸非常小..畢業(yè)，很小的船也可裝于其上進(jìn)行測量操作?！八晠取笔峭ㄟ^對河床（即使是淺水區(qū)）的地形勘測產(chǎn)生深度數(shù)據(jù)。在水深只有１ｍ時，其測量寬度仍可達(dá)到１０ｍ以上。它可以在計算機(jī)的監(jiān)視器上顯示未經(jīng)處理的即時勘測結(jié)果，這種功能使其成為效率較高、較為精確的水下地形勘測儀器。當(dāng)時勘測的結(jié)果可以即時顯示出來，選擇勘測路線時就可以保證在沒有遺漏點(diǎn)的情況下避免不必要的重復(fù)勘測。當(dāng)只需勘測一個特定深度線路時，例如，規(guī)劃一條航道，用“水聲吶”回聲勘測儀操作起來非常簡單，勘測結(jié)果即時顯示在監(jiān)視器上，操作人員只

3、需看著監(jiān)視器上顯示的老河床深度勘測所希望的線路即可。技術(shù)性能介紹１．勘測精度水底的輪廓是以至少±２０ｃｍ（在距傳感器２５ｍ的范圍內(nèi)時的數(shù)學(xué)精度產(chǎn)生出來的?！八晠取狈希桑龋希樱矗礃?biāo)準(zhǔn)的要求。要強(qiáng)調(diào)的是最終的測量精度取決于相關(guān)輔助儀器的精度。如果用戶需要更高的精度，可以選擇更高精度的傾角補(bǔ)償器等輔助儀器。其精確的勘測精度經(jīng)由與準(zhǔn)距儀的對比性測量得以證實(shí)。先由準(zhǔn)距儀對未充水的旱池進(jìn)行測量，注滿水后再用“水聲吶”進(jìn)行測量。兩測量圖一致性較好。２．經(jīng)濟(jì)性“水聲吶”的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。它能夠以非?？斓目睖y速度和寬度獲取高分辨率的數(shù)據(jù)

4、，這就意味著在對河床的勘測工作中節(jié)省了巨大的成本開支。除了其獨(dú)特的效率外，“水聲吶”的結(jié)構(gòu)異常緊湊。基本設(shè)備由一個傳感裝置，一個方位傳感器，一個裝有“水聲吶”軟件的筆記本電腦組成。傳感裝置僅重３０ｋｇ，可以非常容易地將其攜帶到任何地區(qū)。３．效率與勘測速度“水聲吶”的效率是基于保持足夠的分辨率、單邊勘測寬度約為７０ｍ而言的。距傳感器的距離越遠(yuǎn)，取樣數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量就越多。這就使得對掃描的邊緣區(qū)勘測精度得到了保障。而普通的多波束聲吶的分辨率越往外越低。其取樣分辨率與多波束的比較，勘測效率與勘測速率比較。在合適的條件下，勘測小艇的航速可達(dá)

5、１４ｋｍ／ｈ，這取決于所選擇的寬度模式、分辨率的要求以及航速，該裝置單航次的勘測寬度最大可達(dá)１４０ｍ。毗鄰的勘測路線可以互鎖也可以交叉。“水聲吶”的后處理軟件可以自動以任何次序從任何區(qū)域開始將各測量區(qū)數(shù)據(jù)合并起來。因此，勘測線路自由靈活，無需因測量線路的需要而進(jìn)行不必要的調(diào)整。另一個會對勘測效率產(chǎn)生影響的特點(diǎn)是對測量數(shù)據(jù)的后處理。相位差數(shù)據(jù)按分辨率的要求首先以三種壓縮模式之一進(jìn)行壓縮。壓縮模式Ａ是在當(dāng)測量速度成為嚴(yán)格控制的因素時使用。最通常使用的是模式Ｂ，它可以保證大多數(shù)使用場合下足夠的分辨率。模式Ｃ是在不需要高分辨率的河床數(shù)據(jù)

6、時使用的，這也是后處理工作最快的一種模式。４．技術(shù)規(guī)格頻率：１１７ｋＨｚ測量范圍：可以選擇３０ｍ、５０ｍ或７０ｍ。指的是到測量邊緣的距離，與垂直深度不是一回事。脈沖頻率２４Ｈｚ最大距離３０ｍ１５Ｈｚ最大距離５０ｍ１０Ｈｚ最大距離７０ｍ脈沖時長４３、８５或２１０μｓ測量速度：１～４ｍ／ｓ軟件測量程序和分析程序傳感器尺寸及重量高３０ｃｍ長５０ｃｍ重２５ｋｇ輔助裝置ＧＰＳ定位裝置?！八晠取币笈c其相配的ＧＰＳ定位裝置符合ＮＭＥＡ標(biāo)準(zhǔn)其他產(chǎn)生數(shù)字式數(shù)據(jù)的定位裝置也可能與系統(tǒng)相連，但其性能可能不穩(wěn)定。用途“水聲

7、吶”將測量的數(shù)據(jù)按希望的圖表坐標(biāo)系統(tǒng)貯存在計算機(jī)的硬盤內(nèi)。輸出文件包括普通的ＡＳＣＩＩ文件，每條線都是由具有不同的坐標(biāo)點(diǎn)組成，并附有測量誤差的估計值。位置數(shù)據(jù)是從附屬的ＲＴＫ－ＧＰＳ接收器讀入。壓縮數(shù)據(jù)在后處理過程中并沒有刪除，它可以多次用于不同的目的。這些數(shù)據(jù)也可以按其他的壓縮模式再進(jìn)行壓縮?！八晠取碑a(chǎn)生的輸出文件可以用作多種多樣的模擬程序，如：使水頭損失最小化；航道圖的繪制；制作航道的數(shù)字模型；環(huán)境規(guī)劃，防洪、生態(tài)規(guī)劃；疏浚前后的勘測，或其他任何需要快速獲得河底高分辨率數(shù)據(jù)的水文地理勘測任務(wù)。１．疏浚前后的勘測“水聲吶”是

8、對疏浚工程進(jìn)行規(guī)劃及監(jiān)測的較快的解決辦法。如果水底是首次進(jìn)行如此正規(guī)的測量，疏浚工程的效果將會是高效并更穩(wěn)定的（維持較長的時間）。如果先對河道本身的動態(tài)進(jìn)行研究，疏浚工程規(guī)劃結(jié)果就不會與自然本身的變化特點(diǎn)相沖突，其效果也就會持久。使用“水聲吶”回聲勘測儀，可以非