[发明专利]基于ROV搭载多波束和管缆仪的探测及数据融合处理方法

说明书

本发明涉及一种基于ROV搭载多波束和管缆仪的探测及数据融合处理方法，包括以下步骤：S1、ROV绝对位置的数据解算；S2、ROV水深采集与潮汐改正；S3、掩埋海管、海缆的位置及埋深数据的采集与处理。本发明的优点是：本方法较好地解决了地表、底下探测无法兼顾的问题，多传感器融合及严格后处理流程，保证了作业精度，通过对海泥移除后检查，验证了本精细调查的准确性，表明ROV搭载多波束和TSS440/350的管缆精细探测是一种有效的方式。

技术领域

本发明涉及一种基于ROV搭载多波束和管缆仪的探测及数据融合处理方法，用于掩埋管线电缆探测。

背景技术

随着社会经济发展及海洋资源开发进程的加快，海管、海缆越发成为重要的基础设施。

海底电缆也常称为海缆，包括铺设在海底电缆、光缆和光电复合缆，在电能传输、跨海通信、海洋工程和新能源开发等领域具有其他手段无法替代的优势。海管包含海底油气管道和海底自来水管等，其中，随着海洋石油资源的大力开发，海底油气管道作为一种连续、快捷、输送量大的高效原油运输手段，成为海上油气田开发过程中油气运输的主要方式，当前，我国已经在渤海、东海和南海陆续建成大量海底管道,目前中国海油共铺设了400多条海管,累计长度已超过7 000km。社会经济发展推动我国近海区域敷设管缆分布越来越密集，例如南海珠江口附近大量管缆聚集。为保证已敷设管缆的安全，新开工海洋项目建设需准确探明区域已有敷设管缆的位置走向、埋设深度等信息。根据GB 50217《电力工程电缆设计规范》和《海上固定平台安全规则》要求，管、缆路由要最大限度避免交叉跨越，在不可避免的情况下，应保持足够的安全距离并有防护措施，确保原管道或海缆不受损坏。已有管缆特别是埋设管缆的准确在位状态检测对于后续防护工程开展具有重要意义。同时，鉴于海底管缆安全与否对海洋生态环境及国民经济具有重大影响，因此铺设竣工后的定期检测、检测评估成为海底管缆运行维护中不可或缺的工作内容。近年，许多专家学者对海底管、缆调查技术及应用进行了大量研究，主要集中在以水面船只拖带的声学设备为基础的地形地貌数据高精度处理、管道状态定量识别表征以及以磁法为基础的磁力仪管缆磁力探测等方面，受海浪、海流、拖曳船只航速、电缆长度、拖曳重量等共同影响，入水深度控制及定位精度较差，检测精度无法保证，无法满足以交越点防护安装等为需求的高精度探测要求。针对埋设管缆的探测，有专家研究了基于电磁法的ROV搭载TSS440/350的方式进行，此种方式对于平摊海底区域具有较高的探测精度，但基于TSS440/350的工作原理，对于起伏区域，埋深探测精度存在较大误差。当前，管缆探测多集中在单一检测设备探测处理，基于ROV搭载声学多波束和TSS440/350的管缆融合探测与处理鲜有报道，本发明以ROV搭载多传感器为基础，研究一种可兼顾海管、海缆不同在位状态检测与监测的高精度的检测及处理方法。本发明主要解决载体水下高精度定位，长距离管缆调查水深改正，基于ROV搭载的多波束和TSS440/350探测数据融合处理等关键问题，对于提高探测精度和拓展管缆铺前预调查、铺设后调查、挖沟后调查、掩埋后调查、埋石保护调查及管缆保护监测等安全运营分析应用场景提供理论支撑。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种作业效率和作业水平高，安全性好、成果界面友好的基于ROV搭载多波束和管缆仪的探测及数据融合处理方法，解决水下工程安装及维护过程中掩埋海管、海缆路由位置、埋深等在位状态难以获取准确高精度数据信息的问题。本发明的技术方案是：

一种基于ROV搭载多波束和管缆仪的探测及数据融合处理方法，包括以下步骤：

S1、ROV绝对位置的数据解算；

S2、ROV水深采集与潮汐改正；

S3、掩埋海管、海缆的位置及埋深数据的采集与处理。

所述的步骤S1具体为：

以USBL位置为基础的航位推算经纬度之差和深度计与航位推算的高度之差作为观测量，量测方程表示为：