浅述多波束测深系统水下地形测量中质量控制措施与质量分析

文章针对多波束测深系统在水下地形测量中影响测量精度的因素、质量控制措施和成果数据精度评估进行了讨论。笔者介绍了多波束测深系统的原理和应用,从质量控制措施和成果质量分析两个方面进行了详细阐述,提出了外业数据采集阶段和内业数据后处理阶段一些控制措施的方法。在成果质量分析方面,介绍了比较分析方法对多波束系统的精度评估方法。文章最后总结了多波束测深系统的测量精度是水下地形测量中的关键问题,通过合理的措施可以提高测量结果的准确性和可靠性,同时呼吁进一步研究和改进多波束系统,以满足不同精度要求的水下地形测量需求。

桥墩冲淤检测中多波束测深系统结合三维图像声呐的应用

东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥,东海大桥桥墩冲淤研究对类似海上风电、杭州湾大桥等跨海大桥冲刷防护等工程提供借鉴。多波束测深系统结合三维图像声呐在东海大桥水下地形测量的成熟运用为后期桥墩回填工程提供重要依据。冲淤变化直接影响桥墩桩基的桩基承载能力,桥墩基础局部冲刷深度是确定基础埋深和保证桥梁运行安全的重要参数,通过对多年东海大桥桥墩冲淤分析,为东海大桥整体冲淤评估提供可靠的数据依据。

多波束测深系统在长江河段应用初探与精度分析

目前采用单波束按照断面法进行水道地形测时,由于测线间没有数据,故在成图时主要通过网格化内插方法实现地形图的连续性,从而导致地形受到歪曲、夸大或抑制。而多波束测深系统属于面状测量系统,为验证多波束的技术特点,技术人员对单位引进的多波束系统进行了对比试验及分析。试验选取了平面区域和护岸斜坡区域,通过高、低水时期,利用多波束、单波束以及传统RTK等测量模式,进行对比试验研究,研究结果可为多波束测深系统推广应用提供科学参考。

多波束测深系统在海洋航道测量中的应用研究

随着科学技术的进步,我国海洋航道测量中出现了多种测量手段,其中,多波束测深系统是目前国家海洋探测广泛应用的手段之一,有良好的测深效果。其通过扫测已知碍航物,可以呈现更生动的海底地貌三维影像,数据成果的分辨率及准确度更高。文章概述了多波束测深系统在海洋航道测量中的应用,介绍了多波束系统的测深工作原理、操作流程、数据的误差来源,分析了该测深系统的优势及特点,以供参考。

多波束测深系统在航道水深监测中的应用

水下地形测量在水库、水运航道等水域的治理开发中尤为重要,关系水库总水量的计算、发电机组的安全和航运的安全。现如今水深测量方法众多,多波束测深系统作为一种水下地形探测的方法。将多波束测深系统应用于航道水深监测,通过定期对监测水域进行水深扫测,能够及时掌握所监测水域不同时期水深状况,探明水下碍航物或碍航水深高点;通过对不同时期所测水深数据进行比对,还可以总结出所监测水域水深变化规律,具有精度高、高效率等多方面的优点。

无人船多波束测深系统应用及精度验证

针对无人船多波束测深系统精度验证困难问题,文中提出无人船多波束测深系统精度验证方法。首先,详细介绍无人船多波束测深系统组成、各传感器功能;然后,分析多波束测深系统原理并通过外业实测绝对高程与航线重叠高程数据对比分析验证绝对测量误差及精度;最后,以实际工程为例验证无人船多波束测深系统精度。实验结果表明:无人船多波束测深系统测量结果可靠,为相关水下地形图测量工程建设提供一种思路。

多波束测深系统在海底输油气管道检测中的应用

海底输油气管道的安全稳定运行受多方面因素影响,这其中的海潮周期性涨落因素尤为突出,其以长期冲刷海底管道附近海床为表现形式,以造成海底管道出现裸露、悬空乃至位移等表现后果严重威胁管道安全。因此,需要时刻掌握海底输油气管道位置与掩埋状态,这是做好应对措施的关键。多波束测深系统作为近年来一种非常适合进行海底输油气管道检测的技术其在掌握输油气管道位置与掩埋状态方面具有独特优势。基于此,本文以锦州9-3油田海域海底三条输油气管道为例,就采用多波束测深系统如何有效确定海底管道位置和掩埋状态进行了详细阐述。

相干声纳多波束与传统型多波束测深系统综合对比与实验分析

在工作原理、技术参数、采集软件和处理软件功能与操作,以及数据实测等方面对相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus和传统型多波束测深系统Seabeam 1180进行了详细对比。对比表明,两套多波束系统的工作原理完全不同;传统型多波束测深系统在探头下方数据密集,两侧的数据逐渐变稀,相干声纳多波束测深系统在探头正下方的数据比较稀疏,探头两侧的数据较密集;相干声纳多波束测深系统Geoswath Plus的采集和处理软件实现了一体化,具有较直观的数据质量监控功能,传统型多波束测深系统Seabeam 1180可应用的后处理软件较多,功能更丰富;通过实测数据验证,两套多波束测深系统在数据测量精度上具有较好的一致性,不符值数列的标准偏差为3%—4%。对比为多波束测深系统的引进和选型提供了参考依据。

多波束测深系统在水利工程中的应用

汛期前后那板水库库势会发生较大的变化,边坡易发生崩岸险情和库床淤积,水库管理部门为关注水库变化,必须对水库进行监测。传统水库监测方式较为单一,如单波束测量等,难以达到较高的测深精度,处理效率较低。为更好地对水库进行管理,使用测深系统对水库进行水下地形图测量,测量采集大面积水库水下点云,测量精确数据,对水库的水下地形、淤积、无遗漏使用CAD描绘出来,并对各种比例尺的水下地形图,三维建模,固定剖面图和冲积情况进行分析。通过监测为水库管理提供大量的基础资料,分析结果能全面反映水库地形变化规律和趋势,提高水库管理的技术和水平。

多波束测深系统在沉管隧道水下地形测量中的应用研究

为获取某沉管隧道浮运航道及管节寄存区的水下地形地貌信息,本文采用R2Sonic(2024)多波束测深系统搭配高精度惯导分析设备对待测水域进行了大面积扫侧,同时对测深系统的工作原理、操作要点、技术参数、安装调试等进行了归纳总结,扫侧获得了目标水域水底三维信息模型,通过对模型的分析得到了开挖状况及水域高点具体方位。研究结果显示:高精度测深系统(R2sonic)在沉管隧道水下地形测量中发挥了不得替代的作用,本文的技术方法和注意事项可以为相关扫侧工作提供技术参考。

多波束测深系统时间同步方法时延研究

多波束测深系统各传感器之间的时间同步直接影响多波束测深数据质量。在实际作业过程中,由于不同惯性测量单元(IMU)之间存在振幅变化,导致由IMU生成相对于协调世界时(UTC)的时间消息与全球导航卫星系统(GNSS)定位语句的时间存在时间漂移;多波束处理单元(PU)的主时间源是内部时钟,其与IMU发送的UTC时钟的时间戳同步。当UTC时钟和GNSS定位信息同时发送到同一多波束PU串口时,多波束PU时钟和外部时间源之间的时延会逐步地间歇性增加。时间漂移和时间戳不同步会导致水深数据的间歇性定位和姿态错误。为了避免时间假同步,通过物理隔离UTC时间和GNSS定位传输消息,为其配备独立的专用串口。同时,数据采集软件中配置接收包含在GNSS定位信息中的UTC时间戳。试验结果表明,该方法可有效避免时间假同步,提高多波束测深数据的精度。

多波束测深系统在水下构筑物探测领域的应用研究

为验证Sonic(2024)多波束测深系统在水下构筑物测量领域的目标检测、识别精度以及地形扫测能力,本文采用R2Sonic(2024)多波束测深声呐配合高精度组合惯导系统,对新造珠江特大桥桥墩、穗石渡口对岸的码头桩基以及测区局部水下地形进行测量。扫侧获得了目标水域及水下构筑物水底三维信息点云图,通过对扫侧点云的处理分析得到了水下构筑物结构特点及准确定位。研究结果显示:多波束测深声呐配合组合导航系统在水下构筑物测量与识别领域具有显著的意义,本文的研究结论可以为相关水下构筑物、水底文物探测工程应用提供参考。

多波束测深系统误差分析及声速改正模型应用

声速测量对多波束测深系统测量精度具有重要影响,声速测量受环境影响较大,在不同物质环境下,声波的声速和传播方向存在较大差异。本文针对声速误差产生原因进行研究,引入自适应分层声线跟踪法、等梯度声线跟踪法等声速误差修正方法,并结合试验对两种方法在同一位置不同时段声速修正情况进行分析。结果显示:自适应分层声线跟踪法在全天各时段能更好地对声速进行还原,数据精度较好。

多波束测深系统换能器的安装校准分析

在多波束测深系统的换能器安装与使用过程中,由于无法保证换能器坐标系统与船体坐标系统完全重合,因此必须进行横摇、纵倾以及航向偏差校准与改正,使两者坐标系统相一致。详细分析了多波束测深系统换能器安装校准的原理和方法,以"亚美通道"海底光缆路由调查中,挪威Simrad EM 3000多波束测深系统的安装与校准为例,阐述了其安装校准方法及在海底地形测量中的应用。

多波束测深系统声线跟踪方法对比分析

多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点位置的计算带来较大误差。针对多波束数据后处理常用的几种声线跟踪方法,通过模型分析,仿真实验,对比分析得出了各个方法的优缺点,估计了各种跟踪方法的模型精度,证明等效声速法与常梯度法应用价值较高。

基于等效声速剖面法的多波束测深系统声线折射改正技术

多波束测深技术是近几年比较流行的海洋勘测手段之一,其具有全覆盖、无遗漏、高精度和高效率等特点。多波束测深系统的声学原理和海水的不均匀性,使得声波在传播过程中发生声线的折射现象,对波束测点的最终位置的归算带来较大的误差。针对多波束数据后处理方法,介绍了利用等效声速剖面法对多波束测深系统的声线折射进行改正的一种新方法,并通过试验对比,证明了该方法可以提高多波束测深系统的整体测量精度。

多波束测深系统各误差的传播影响规律分析

系统总结了多波束测深点的误差源,给出了测深点误差估计模型。通过对Seabat 8101型多波束测深仪单呯测深点的误差影响估计,得出了各误差的传播影响规律及其影响量级,对多波束数据处理和测量成果质量评估具有一定的参考价值。

侧扫声纳和多波束测深系统组合探测海底目标

介绍了侧扫声纳和多波束测深系统的特点,通过实例说明了侧扫声纳和多波束测深系统在海洋目标探测中的综合应用。综合利用多波束测深系统测量数据和侧扫声纳声像图,可有效增强不同观测数据的互补性,提高工程质量。

多波束测深系统的现状和发展趋势

介绍并分析了多波束系统的现状 ,阐述了系统的发展趋势。认为系统的研制基本成熟 ,未来的研究重点将倾向于数据处理和应用研究 ,最后也探讨了具体的研究方向。

多波束测深系统中凹凸变形地形的分析与处理

在平坦海区测量工作中,多波束测深系统质量监控窗口经常会显示出凹凸变形地形,如果处理不及时或处理不当,将会导致测量的海底地形呈现凹凸不平的伪地形,严重影响测量工程的质量。分析了多波束系统测量凹凸变形地形的原因,论述了在测量中以及数据后处理中解决测量凹凸变形地形故障的方法,实际应用证明方法有效、实用。