USBL定位精度简易测量方法

1、科技情报开发与经济文章编号：10056033（2010）050214-03SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY 2010年第20卷第5期收稿日期：20091212USBL 定位精度简易测量方法李军安，马云（天津港湾水运工程有限公司，天津，300453）摘要：阐述了USBL 水下定位系统的组成、系统定位原理、安装及方位校正，指出USBL 水下定位系统能够为海洋开发和海洋工程建设提供很高的水下定位精度。关键词：USBL 水下定位系统；定位精度；导航定位中图分类号：TE51文献标识码：A随着我国最近几年对近海油气田开发力度的不断加大，USBL 水下定位系

2、统越来越广泛地应用于近海石油天然气工程，从早期油气田的勘探到最终平台的撤离与拆除，以及施工阶段海底管线和电缆的铺设及实际路由调查，对潜水员和水下机器人的导航定位都离不开USBL 水下定位系统，因此确定其定位精度，减少定位误差就显得尤为重要。舶建造时就已经基本安装好了；而其他作业船均采用船舷安装两方式，该方式具有较大的灵活性，便于安装和拆除。安装时水听器必须探出船底，并将水听器零艏向与船艏向保持一致，其在同时要避开船体纵向上的位置，以距离船尾1/3附近比较合适，作业船侧面推进器。信标通常置于被测目标或导航定位目标（如潜水员、挖沟犁、潜水钟、水下机器人等载体）的上部，依据目标体的姿态及工作情况放在

3、上部的前端或后端，同时依据工作环境的水深，通信的距离可以垂直、水平或45角安放（见图1）。安装完毕后用钢尺量取安装水听器的位置，然后把量取的位置参数输入到导航定位软件里即可，导航定位软件可以采用CTHME （天津港湾水运工程有限公司）或Haida （中海达公司）导航定位软件。1USBL 水下定位系统USBL 水下定位系统组成USBL 水下定位系统主要由以下部分组成：水听器）、导航控制单元（Navigation Controller Unit ，NCU ）、信（Transducer标（Beacon ）、电缆（水听器至导航控制单元）。但实际工作时还需电罗经、GPS 系统、带USBL 部分版本的导航

4、定位要有工作船舶、软件以及电脑等配合使用。1. 2USBL 水下定位系统测量工作原理由导航控制单元生成的命令信号，通过电缆传送至水听器，从电信号变为声波信号向水中发射出去，在水平方向上为全向），这也就是询问命令的发出，当信标收到询问的指令后，会（360发出自己特有标志的回答信号，通过水体传到水听器，水听器检测到这些信号，再送回导航控制单元，经过处理后，在显示屏上对各个目标分出目标距离、方向、深度以及跟踪持续时间的报警实际上也就是得到了目标与水听器之间的相对位置。在对提示。水听器设置了X 、Y 、Z 坐标值之后（水听器坐标值来自于DGPS 系统），就可以得到跟踪目标的大地平面坐标。1. 3USB

5、L 水下定位系统的安装USBL 水下定位系统的安装主要是针对水听器的安装，水听器安装时一般采用船底安装和船舷安装两种方式，其中船底安装方式主要应用于DP 作业船和双体作业船，该安装方式在船第一作者简介：潘晋宾，男，1972年4月生，1998年毕业于1. 1潜水员水下机器人潜水钟图1USBL 水下导航定位示意图2USBL 水下定位系统定位精度的测量2. 1影响USBL 定位精度的因素在USBL 水下定位系统导航定位过程中，影响其导航定位精度的因素比较多也比较复杂，其中来自GPS 系统本身的误差为主要因素，这里包括卫星钟误差、电离层误差以及传播延迟误差等，太原理工大学，助理工程师，运城市夹马口引黄

6、管理局，山西省运城市，044000.Talking about Some Problems in the Management and Operationof PCCP （Prestressed Concrete Cylinder Pipe ）ConstructionPAN Jin-binABSTRACT :This paper introduces the characteristics of PCCP , expounds the treatment of the pipe seambetween mouthing pipe and spigot pipe , the treatment

7、of pressure hole , and the external protective layer of PCCP . KEY WORDS :PCCP ; pipeseam; pressure hole ; protective layer李军安，马云USBL 定位精度简易测量方法本刊E -mail:bjbsxinfonet实践与创新其他因素还包括水深、应答器位置的量取、应答器零方向与船艏向不一致以及推进器形成的流对信号接收都有一定的影响。2. 2USBL 定位系统的校正在尽量减少其他因素对定位精度的影响后，需要对USBL 水下定位系统进行校正，一般需要对水听器艏向、倾斜和摇摆进行校正，

8、因USBL 安装有内置姿态传感器，所以无需对倾斜和摇摆进行校正。只需要检测水听器零艏向和船艏向是否一致，即对方位的校正。在水听器安装完成后，将两个信标（见图2）分别放在船的左舷、船的中心线、船舷的两侧和船尾4个不同的位置、不答测试，在导航定位软件屏幕上显示的同的水深，反复进行应、结果同选定的位置、方位进行比较，从而获得水下声跟踪定位系统水听器零方向与船艏向的偏差改正数，将此改正数输入到导航定位软件中进行自动改正。图3X /mUSBL 定位数据采集样式Y /mX /mY /m表1定位数据采集样式 图2USBL 水下定位系统校正样式2. 3USBL 定位精度简易测量方法此次USBL 水下定位系统定

9、位精度测量在BZ282油田区CEP 平台以西2000m 处进行，水深22. 5m ，作业船只为海洋石油299船，该船为动力定位作业船且安装有USBL 水下定位系统。导航定位系统坐标系统参数：坐标系采用WGS84，投影方式比例因子0. 9996，椭球长半轴a 为高斯投影，中央子午线120，为6378137. 00m ，扁率倒数1/f 为298. 257223563，北坐标加常东坐标加常数为500000。数为0，USBL 水下定位系统定位精度测量安排在海洋石油299船进行DP 测试时进行，测试时将信标固定在一个大的铁的支架上面，通过水下机器人将信标放置在海床上后，信标会将其位置信号显示在导航定位软

10、件屏幕上，这时以信标为中心画一个半径为50m 的圆，或者以信标为中心画一个边长为50m 的正方形，导航海洋石油299船按顺时针或者逆时针方向沿所画的圆形或），在海洋石油299船移动的同时，在导者方形进行移动（见图3航定位软件里按每隔5s 一次对信标的位置信息进行记录，直至海洋石油299船完成1个周期的移动。此次测量历时1h ，共采集有效数据50组。信标打点记录数据格式为：1，2009071817:39:02, 4229624. 26, 458827. 51, 061. 7, B32, B32，数据用逗号分隔，该数据依次代表点号、日期时间、X 坐标、Y 坐标、船艏向、信标名、目标名等，我们只取其

11、中的X 坐标和Y 坐标作为一个采集样本进行整理分析，结果见表1。下定位系统实际定位精度为0. 5746m 。3结语相对于国外对水下定位系统的研究和应用，我国则完全处于起步阶段，而且目前国内对USBL 水下定位系统的使用主要集中在中海辉固公司和天津港湾水运工程有限公司等少数几家公司，且产品全部为国外进口，应用也并不广泛，但USBL 水下定位系统所体现出的经济性和实用性却不容小觑，它能够为我国海洋开发和海洋工程建设提供很高的水下定位精度，能够提高施工速度，保证工程质量，因而本文将USBL 水下定位系统和工作中积累的USBL 定位精度测量方法做了总结并与大家分享，以使大家对USBL 水下定位系统有进

12、一步的了解。（责任编辑：张红）第一作者简介：李军安，男，1980年2月生，2004年毕业于河北农业大学土木工程专业，助理工程师，天津港湾水运工程有限公司，天津市塘沽区新北路912号，300453.根据标准差公式S 得出此次数据采集的X 坐标的标准差为0. 417998，Y 坐标的标准差为0. 394275，因此初步可以计算出海洋石油299船USBL 水姨1i 1軃）（x xi2进行计算，可以计算215科技情报开发与经济文章编号：10056033（2010）050216-02SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ECONOMY 2010年第20卷第5期收稿日期：20

13、091222高层住宅供热系统问题的调查分析何向利（晋城煤业集团古矿物业中心工程维修部，山西晋城，048000）摘要：分析了晋城煤业集团西区5号楼供热系统不热的原因，提出了改造方案，指出了改造过程中存在的问题，提出了解决问题的办法。关键词：采暖系统；高层住宅；改造方案中图分类号：TU832文献标识码：A晋城煤业集团西区5号楼为18层住宅楼，属高层建筑，两个单元共有居民216户，于1993年投入使用，供暖面积为15445m 2。该楼分为两个系统，单数层为一个系统，双数层为另一个系统，采用上供下回式单管直流的集中供暖方式。上的东西在现场无法实施，集中表现在以下几方面：）图纸中将采暖干管布置在顶层走廊

14、的顶部，但实际上消（1防管已占用了其位置，因而只得将管道布置在屋面上方。（2）在施工中楼道内的净宽度不得小于1m ，根据现场确定回水支的立管位置对室内管道进行布置，将原方案中的每户供、管的位置进行了改动，利用每户客厅原供暖管的位置，将该户的回水接至下一层的住户家中，再由该户接至楼道内的立管上，这样热水循环效果将会很好。（3）原方案中楼道内每层布置的48根管，不仅使楼道内显得过于拥挤，而且给住户的行走带来不便。为此，决定将1至9层、10至18层的系统取代以单、双层划分的两个系统，将24根立管改为18根。下面以一个单元的采暖图来说明系统的组成（见图1和图2）。1采暖管道系统存在的问题及原因从200

15、5年到2008年这3个采暖期，室内供热系统热力失调的情况极为严重，采暖系统循环极为不正常。表现为供暖主管温度很高，单层或双层室内的厨房或卫生间内无暖气；15层至18层的住户的室内暖气温度相当高，1至3层住户室内基本没室内温度只有13；在竖向分区有暖气。当室外温度在2时，的18户中，上一层住户立管、散热器热，楼下的却不热。造成上述问题的原因是管道使用年限达13年，管道外表腐蚀严重漏水泄压，使系统达不到原始设计的压力；管道运行年限杂质堵塞在管道连接处，如三通、弯头、调过长，管网内的水锈、节阀门处；维修人员在对室内管道冲洗时，需进入家中才能完成，但由于一些住户不予配合，冲洗工作不够彻底，堵塞部位的杂

16、质不能及时排掉；在处理住户管道漏水时，需关掉单元引入口的阀门，并将该楼采暖系统的水排掉，停供时间多达三四个小时，管网系统中就容易产生空气；部分住户进行室内装修时，为达到室内美观的效果，擅自改装管路，影响了原系统的循环。L1L8L12L9L3L10L5L6L11L4L122方案的确定根据上述原因，结合5号楼的实际情况，决定对采暖系统进行改造。在提出改造方案的过程中，需考虑多方面的因素，既要保证改造后的采暖效果，又要便于今后的维修。经过对现场仔细了解，进入住户家中进行走访，询问上一采暖期存在的问题后，决定将集中供暖系统，改为分户供暖。为了减少改造工作量，节约工程费用，减少施工对住户的干扰，在对方案

17、实施的过程前进行了反复的论证，方案形成雏形后，进行设计的人员多次带着图纸到现场进行查看，但发现图纸图1地下室采暖管道平面图供暖主管的管径为D N 100mm ，采用上供下回的供暖方式，地下室、顶层采用同程式布置。连接楼顶供暖干管与地下室回水Talking about the Simple Method for Measuring USBL Positioning AccuracyLI Jun-an , MA YunABSTRACT :This paper expounds the components , positioning principles , installation and azimuth correction of USBLunderwater positioning