基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法与流程

专利2025-06-13  28


本发明涉及河道疏浚,尤其涉及基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法。


背景技术:

1、淤泥堵塞是阻碍航道畅通运行的主要因素之一,需定期开展疏浚清渣工作,开挖航道区域内的水下土方,将堵塞的淤泥清除干净,使航道上的船舶安全稳定航行,对保证航道的运行能力起到重要作用。

2、现有的河道疏浚快速检测技术,虽然已经广泛采用全球卫星导航系统gnss结合单波束回声测量系统来监测河道地形,但这种方案在实际操作中仍面临一些挑战。具体来说,它依赖于架设固定的参考站以确保测量精度,这不仅增加了部署的复杂性,还因需要频繁搬迁参考站以覆盖不同作业区域而显著降低了检测效率。此外,传统方法的实时性不足,难以为现场施工作业提供即时、精确的反馈,从而限制了施工效率与精度的进一步提升。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的问题,提出了本发明。

3、因此,本发明目的是提供基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其用于解决“现有的河道疏浚快速检测技术,虽然已经广泛采用全球卫星导航系统gnss结合单波束回声测量系统来监测河道地形,但这种方案在实际操作中仍面临一些挑战。具体来说,它依赖于架设固定的参考站以确保测量精度,这不仅增加了部署的复杂性,还因需要频繁搬迁参考站以覆盖不同作业区域而显著降低了检测效率。此外,传统方法的实时性不足,难以为现场施工作业提供即时、精确的反馈,从而限制了施工效率与精度的进一步提升”问题。

4、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,包括:

5、步骤s1,测量船选择:根据河道自然条件,选择适合的测量船,并且测量船配备高性能的网络rtk-gnss系统,确保定位精度;

6、步骤s2,多波束测深仪安装:将多波束测深仪安装于测量船底部,安装时需注意换能器的吃水深度,并进行精确标记,以减少测量误差;

7、步骤s3,数据采集:启动多波束测深仪、网络rtk-gnss系统、姿态传感器和声速剖面仪,实时采集河道地形的深度、位置、姿态和声速数据;

8、步骤s4,数据修正:利用姿态传感器测量的船舶姿态数据,对多波束测深数据进行实时补偿和修正,以提高测量精度;

9、步骤s5,数据处理与分析:将采集的数据传输至计算机,基于布尔莎七参数算法优化多波束测深技术,利用专用软件进行数据处理和分析,生成河道地形图、回淤分析报告;

10、步骤s6,河道挖填:通过挖掘机斗姿态控制系统引导挖斗的运动轨迹,完成河道的挖填;

11、步骤s7,回淤监测:在河道疏浚工程完成后,利用多波束测量系统定期对河道进行回淤监测,通过对比分析不同时间段的测量数据,评估河道的回淤情况。

12、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述河道的自然条件包括开阔程度、波浪条件、水深;

13、所述测量船包括铲斗式挖泥船、抓斗式挖泥船、粑吸式挖泥船、绞吸式挖泥船和链斗式挖泥船。

14、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述网络rtk系统是一种基于连续运行gnss参考站网络系统cors的实时定位新技术;

15、所述网络rtk技术包括虚拟参考站技术vrs、fkp技术、主辅站技术mac、综合内插技术cbi四种,由多个单参考站组成的联合单参考站差分解算技术属于有限的网络rtk技术。

16、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述多波束测深系统由基本系统、辅助设备、数据实时采集处理系统和数据后处理软件包四部分组成;

17、所述基本系统包括发射换能器阵列、接收换能器阵列、姿态传感器、声速仪;

18、所述辅助设备包括测船、导航设备;

19、所述数据实时采集处理系统用于实时采集和处理测量数据;

20、所述数据后处理软件包用于对测量数据进行后处理和分析,生成地形图和报告。

21、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述测量船配置稳定的发电机组、雷达、以及通讯设备;

22、所述发电机组采用燃气发电机组,所述燃气发电机组以天然气和液化石油气为燃料,具有环保、经济的优点;

23、所述通讯设备包括高频通话,所述高频通话实现高速的数据传输;

24、所述雷达采用微波雷达,其包括发射机、天线、接收机和信号处理机。

25、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述多波束测深仪采用“月亮池”式或船舷悬挂式安装,确保换能器姿态稳定。

26、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述布尔莎七参数算法具体为:

27、

28、其中δx0、δy0、δz0为3个平移参数;εx、εy、εz为3个旋转参数;m为尺度变化参数,所述δx0、δy0、δz0、εx、εy、εz均通过姿态传感器获得,选择测区内分布均匀、精度较高的重合点,当重合点大于3个时,采用最小二乘法求转换参数最或然值。

29、作为本发明所述基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法的一种优选方案,其中:所述姿态传感器安装在船舶甲板的水平平台上,其包括加速度计、陀螺仪和磁力计;

30、所述加速度计测量物体在三个轴向上的加速度,用于确定船舶的倾斜角度;

31、所述陀螺仪测量物体在三个轴向上的角速度,用于确定船舶的旋转方向和速度;

32、所述磁力计测量船舶在地球磁场中的方向,用于校准和修正方向数据。

33、本发明的有益效果:

34、本申请基于网络rtk-gnss系统和多波束检测技术实现快速高精度检测作业,利用空间坐标转换获取布尔莎七参数,提高多波束回声测深技术高程计算精度;通过本地gnss芯片采样得到的相位观测数据,结合输入的差分站rtcm数据,采用部分模糊度固定解算法求解实时差分改正值,从而快速得到cm级精度的3d坐标,无需架设参考站即可满足河道疏浚施工对水平定位、潮位定位的高精度需求,给现场施工作业提供即时、精确的反馈,从而提高了施工效率和精度。



技术特征:

1.基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:

8.根据权利要求1所述的基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,其特征在于:


技术总结
本发明公开了基于多波束测量系统的河道疏浚检测方法,本申请基于网络RTK‑GNSS系统和多波束检测技术实现快速高精度检测作业,利用空间坐标转换获取布尔莎七参数,提高多波束回声测深技术高程计算精度;通过本地GNSS芯片采样得到的相位观测数据,结合输入的差分站RTCM数据,采用部分模糊度固定解算法求解实时差分改正值,从而快速得到cm级精度的3D坐标,无需架设参考站即可满足河道疏浚施工对水平定位、潮位定位的高精度需求,给现场施工作业提供即时、精确的反馈,从而提高了施工效率和精度。

技术研发人员:蒋玉军,王淮,谢长进,徐龙辉,杨娱琦,彭广益
受保护的技术使用者:苏州市港航事业发展中心
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-25280.html