多波束水下地形测量系统在九江大桥抛石施工监测的应用.doc

多波束水下地形测量系统在九江大桥抛石施工监测的应用 应用技术多波束水下地形测量系统在九江大桥抛石施工监测的应用邱上富广东省水文局肇庆分局 广东 肇庆摘 要 利用多波束水下地形测量系统,对九江大桥河床进行跟踪监测,通过分析每次监测数据,为九江大桥冲刷防护工程方案提供参考依据,及时掌握工程的动态变化,监测水下旌工质量,解决施工中的关键技术问题,指导防护工程实旅:通过防护工程的跟踪观测数据对设计和旌工方案的优化提供依据;提出相应验收标准的建议。关键词 多波束 抛石 测量中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ? ?卜 ,系统简介序 篮求 檀 求 娶多波束水下地形测量系统 是德国公、延 籍 业 物 桀线、司方 , 壁、 敬肮她筹 一司生产的高效、高分辨率的测量系统, 通过安装在测船底部的探头发射和偏 斜 政杯物 祭缱、眨奇 删 孜 :披 廷、正常测量埏膻接收声波信号,由声波在水体中的传播时间与声速的乘积即可计算出水深。 棋偏 甲 地孵 笨线 暖方 疆 .盘 、帮湖置避行俯 蛐 白 线、 :西两删约 、瞳方 谈 越、止 洲堑探头由发射探头和接收换能器组成,有多达 个相互独立的接收换能器定向旋转发射 个波束 :接收信号通过声纳处理器再传到计算机。系统配 除上述 种校准以外,罗经也需要进行初始化处理,以消除环境磁场对罗经的影响。有功能强大的采集软件,利用它可以进行水深数据采集、侧扫成. . 声速的校正图及实时声纳图象显示。结合实时动态 定位,通过后处理软件可以迅速获得各种比例尺的水下地形图、数字高 实际声速跟温度、盐度、压力等有关,利用高精度的声速剖面仪 札 测定测区的水深和声速的关系,进行声速修正。程图,可以精确反映水下细微的地形变化和目标情况,极大地提高了测量的精施工区域扫测度和效率。. . 测线布设,主测线宜平行于等深线总方向。测线间距取有效扫宽的监测步骤架设基准站和流动站 二分之一,为保证全覆盖桥底地形的前提下,沿桥方向在桥的两侧布设侧线。本次监测采用无验潮水下地形测量模式,在岸上架设 基准 . . 在线测量时,宜使用小舵角修正航向,尽量避免急转弯。上线正站,在多波束测船上架设流动站,通过差分测量可以测得精确的 坐标,再 式记录数据前应有不少于 分钟的稳定时间,作业时天气应优于风 级左右,浪高 ,当姿态传感器波浪补偿器 测出的横摇或纵倾超过 。时,必须停止通过参数转换可得到的地方坐标。在无验潮模式下进行水下地形测量的原理作业 。如图 所示。根据图 下列等式成立:. . 在每次抛石前后各扫测一次,以分析抛石效果。龆 辩:盎 村 根据 差分原理,基准站和流动站间距离不是很远时 ,可认为 监测成果分析及对施工建议下式成立: 一 一 施工前各防护桥墩水下地形按间距为 对测量数据进行抽希,按照规则矩形网来建立数学模型,进行方量的计算,并通过模型输出文本格式的测点数据 、 、 ,以利于分析使用。根据施工前地形测量,基本掌握了各桥墩防护区内的地形情况,下图所示。图 无验潮模式水下地形测量原理图说明:图中参考站天线高为 ,流动站天线高为 己知点的正常高为,参考站天线处的大地高和正常高分别为 、 ,高程异常为罨 流动台站天线相位中心的在地高和正常高分别为 露 :换能器的瞬时高程为 顾及式 ,则换能器的瞬时高程为:善 : ? 一 舞。牟 一 一纾二 :一 一 一 ;换能器的瞬时高程确定后,所测水底点的高程便可很容易地获得: 参数的校正为了获得高精度的测量数据,测量前要做参数设定和校正。. . 多波束系统校准由于 多波束系统是一套多传感器系统,它同时接受多波束、 、 、四种传感器信息,因而,各传感器的时间同步性、传感器的安装位置、角度等对测量成果精度均产生影响,因此需要对这些偏差进行校准。校准的方法是采集一系列特定测线的数据,在软件中进行后处理,得到导航系统的时