水下测量应用高新技术的分析
2016-08-22易力
■易力
（青海省第一测绘院青海西宁810001）
水下测量应用高新技术的分析
■易力
（青海省第一测绘院青海西宁810001）
本文主要就水下测量应用高新技术问题进行分析，在具体的分析中主要以多波束系统新技术为例展开说明，首先从水下测量过程中的多波束新技术概况入手展开分析，其次就多波束系统新技术与单波束系统技术的优势展开分析，最后对多波束系统新技术在水下测量中的应用展开具体分析。
水下测量 高新技术 应用分析
在水利水电大型工程施工过程中一个重要的内容就是水下测量工作，水下测量不同于陆地的测量，在实际的测量过程中由于受到水的影响，采用传统的测量方法存在着较大的误差，同时在测量过程中难度较大，随着测量技术的快速发展，一些先进的测量技术逐渐的应用在水下测量中，并取得了较好的效果，本文主要以多波束系统新技术为例对水下测量应用高新技术进行分析如下：
1 水下测量过程中的多波束系统新技术
多波束系统新技术是上世界60年代逐渐发展起来的，该技术是一种用于水底地形地貌测绘的先进技术设备。该技术由于工作效率高、测量精度高等优点逐渐的得到了广泛应用。多波束系统主要由多波束声学系统、多波束采集系统、数据处理系统以及外围辅助传感器系统组成，其中声学系统主要指的是换能器，其功能为发射和接收波束，采集系统主要功能是完成波束的形成，同时将接收到的声波信号转化成数字信号，外围辅助设备主要包括姿态传感器、定位传感器、电罗经、声速剖面仪等。Seabat8125多波束测量系统在长江水下工程中得到了重要的应用，该技术在水下地形监测、港口以及码头扫床测量、隐蔽工程河床扫测等测量中得到了重要应用。
Seabat8125多波束测量系统的基本测量原理为借助水下声纳单元发射和接收脉冲声波，声波可以被水底的河床以及其他物体反射，其中就有一部分被探头接收，最后通过声波在水中传播的时间以及声速乘积求出水深。在水下地形测量过程中可以进行全覆盖，其工作原理示意图如图1所示[1]。
图1 多波束系统水下测量工作原理示意图
2 多波束系统新技术相对单波束技术的优势分析
多波束系统概念的提出是相对于单波束技术提出的，两者在实际的测量过程中存在着一定的差异，单波束在测量过程中是单一的线状测量，而多波束在测量过程中由于多束光波同时射出，这样形成的是一个测量面，范围更大，测量过程中分辨率可以达到6mm条带覆盖宽度120°波束角0.5°，每秒最大发射次数可达到40次，更新速度更快，可更加准确的反映出实际的水下情况。在实际的应用过程中相对于单波束有着明显的优势，多波束系统在寻找水中固定物体、管线测量、港湾测量、护岸抛石、巩固洪坝等方面相对于单波束技术有着明显的优势。
3 高新技术在水下测量中的应用分析
3.1多波束系统新技术在水下测量中的应用
多波束系统新技术在水下测量具体应用过程中主要包括测前试验、测前准备以及数据采集等，其中测前试验主要是对多波束系统以及相关的外围设备进行检查、测试，必要时候还需要进行校核。准备工作主要包括Reson Seabet 8125声纳系统，其工作频率为455KHz，声波发射速度为每秒0—40次，测身分辨率为6mm条带覆盖宽度120°，沿航线波束角为1.0°，宽深比为3.5倍，标准宽深比为60m。同时还需要的是Octans光纤罗经和运动传感器技术指标。保证各项指标满足实际的生产要求，在具体的测量过程中主要是将多波束主机以及采集计算机等启动，将在测量过程中用到的声纳数据、声速剖面文件等相关的指标数据装入，然后根据水下测量工作的不同采集相应的数据，将得到的数据传送给Caris软件进行处理，最终将会得到相应的水下测量示意图，在测量过程中多波束系统可以收集到更多的水下相关信息，同时在后期的数据处理过程中效率更高，这样不仅提高了工作效率，同时还提高了测量的全面性，整个后期数据处理阶段人工劳动量较小，主要是由仪器完成相关计算[2]。
3.2水下地形冲淤情况分色对比系统软件在水下测量中的应用分析
水下地形冲淤情况分色对比系统等软件主要利用的是Surfer地图系统，然后该系统软件可以收集到一定的原始数据，对于需要进行对比的一些数据可以直接与收集的数据在同一个坐标系中表现出来，然后通过对比可以对水下的实际情况进行分析。对比之后的高程变化可以在较短的时间内呈现出来，而且在表现过程中对于不同的高程变化会用不同的颜色表示出来，这样从不同颜色的变化中就可以看出水下冲淤的大致情况[3]。
3.3GPS RTK技术在水下测量中的应用
GPS RTK技术的应用在水下测量中具有重要的应用，具体应用过程中只需要将RTK、测探仪以及计算机连接起来，然后在导航软件的辅助下对相关测量点实施定位，在完成定位之后，RTK以及测深仪的配合测量将相关信号传入计算机，通过计算机绘制出水下地形测量图，进而完成水下地形测量工作。
4 结束语
水下测量工作对于实际的水利水电工程具有重要意义，早期采用的测量方法因为工作量大，工作效率低下在应用过程中存在着较大难度，现代高新技术在应用过程中具有众多的优势，在水下测量过程中有重要的应用价值，但是在实际应用过程中还需要注意不同新技术存在的缺点，从而更好地将其应用于水下测量。
[1]吕莉.高新技术在水下测量中的综合应用分析 [J].科技信息,2013(13).
[2]张孝盛,蔡艳军,王凯,张长文.多波束测深系统在水下障碍物扫测中的应用 [J].四川职业技术学院学报,2014(05).
[3]边刚,王琪,肖付民等.当前国际海道测量技术进展 [J].海洋测绘,2012(04).
P2[文献码]B
1000～405X（2016）～4～275～1
