[发明专利]一种基于声波反射的河床地形测绘方法

说明书

本发明公开了一种基于声波反射的河床地形测绘方法，其涉及结构包括支撑柱、固定横梁、测量船、测高柱、声呐探测装置、水平板和激光发射器，本发明通过激光定位来确定测量船与已确定的测量基准面之间的高度差，同时在测量船上安装有船用电子倾斜仪。可以在测量船使用声呐装置测量河床地形的同时，实时确认测量船的相对高度和倾斜角度，在数据处理的过程中，就可以根据相关数据，将测量船因风浪而在测量过程中产生的高低起伏和船体偏斜，所产生的干扰数据消减掉，从而得出更为精确的河床地形数据，建立更为完善准确的河床地形模型。

技术领域

本发明涉及地理测绘领域，尤其是涉及一种基于声波反射的河床地形测绘方法。

背景技术

河床(river channel)亦称“河槽”。河谷中被水流淹没的部分。随水位涨落而变化。其形态受地形、地质、土壤、水流冲刷、搬运和泥沙堆积的影响。河道测量是为河流的开发整治而对河床及两岸地形进行测绘，并相应采集、绘示有关水位资料的工作。

水下地形测量在航道、港口、水利、资源等领域有广泛的应用。目前,随着对水下地形测量的质量要求越来越高,水下地形测量的作业有一些待解决的问题。传统的航道断面测量传统技术存在不足之处，使用船舶拖拽声呐装置对河床进行测量，极易受到风浪的影响，声呐装置与河床的相对高度不稳定，因而得出的河床结构模型通常是真实的河床结构和声呐装置位移路径的结合，现如今虽然有一些处理软件能够对河床模型进行处理，但其精度仍然不高。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种基于声波反射的河床地形测绘方法，其涉及结构包括支撑柱、固定横梁、测量船、测高柱、声呐探测装置、水平板和激光发射器，所述支撑柱有两个，分别位于河道两岸，在两个支撑柱上固定有固定横梁，在固定横梁的一侧安装有水平板，在水平板上分布有若干激光发射器，且激光发射器线状排列，所述测量船上安装有测高柱，且在测量船下方设有声呐探测装置，一种基于声波反射的河床地形测绘方法，其具体步骤为：

S1、选定基准：在测量前选择一个平面位置作为河床地形测绘的基准平面；

S2、调试安装：根据已选定的基准平面，在河道的两岸安装支撑柱，并在支撑柱上安装固定横梁，再将水平板固定在固定横梁的一侧，并通过角度调整，使水平板上激光发射器所在直线平行于基准平面；

S3、船舶入水：将安装有测高柱和声呐探测装置的测量船驶入待测河道的测量起点位置；

S4、开始测量：测量船驶向测量终点位置，在测量船行驶的过程中，除了开启声呐探测装置外，还开启船用倾斜仪和基于测高柱的船体高度测量装置；

S5、数据处理：将测量船测得的河床声波反射数据和测量船的实时高度与倾斜数据进行综合处理；

S6、河床建模：将经过数据处理，排除船体运行干扰的河床地形数据倒入建模软件，建立河床地形的三维模型。

作为本发明进一步的方案：所述激光发射器为红外激光发射器。

作为本发明进一步的方案：所述激光发射器的间距均为15cm。

作为本发明进一步的方案：所述测量船内安装有船用电子倾斜仪。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，选定的基准平面平行于水平面。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中，支撑柱1和固定横梁的组合体用已有桥梁替代，在桥梁的一侧固定水平板，并计算出水平板上激光发射器所在直线距离基准平面的高度差。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S4中，在测量船开始测量时，开启激光发射器，向测量船的行驶方向发射红外激光，测高柱接收激光照射，船载计算机根据激光落点位置，计算出测量船相对于基准平面的实时高度。