單波束測深儀檢測方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種單波束測深儀檢測方法，其包括測深不準確度檢測，具體是（一）內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、（二）內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試、（三）外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、（四）外符合精度動態(tài)航行測試，具有測深精度高，達到檢測單波束測深儀可靠性和準確性的目的。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及海洋測繪
，具體涉及一種單波束測深儀檢測方法。
技術(shù)介紹
單波束測深儀是水道測量、海洋調(diào)查、國防應(yīng)用與研究、海底地形地貌測量等領(lǐng)域的主要儀器，近年來，單波束測深儀在國內(nèi)許多部門和單位大量引進、廣泛使用，并且發(fā)揮了巨大的作用。但是，因為缺乏實驗室計量檢測手段，且無統(tǒng)一規(guī)范，大多數(shù)單波束測深儀無法進行規(guī)范有效的檢測及校準，使觀測數(shù)據(jù)的準確性和可信度受到嚴重影響，所獲取的數(shù)據(jù)資料存在很大的質(zhì)量隱患。因此，專利技術(shù)人想提供一種實用、有效的單波束測深儀檢測方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種單波束測深儀檢測方法，以解決測深數(shù)據(jù)的準確性和可信度較差的技術(shù)問題。本專利技術(shù)為了實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是單波束測深儀檢測方法，包括測深不準確度檢測，具有(一)內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、(二)內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試、(三)外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、(四)外符合精度動態(tài)航行測試；(一)內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試在水深大于5米的位置放置單波束測深儀的換能器，先進行聲速測量，將編輯好的聲速剖面文件輸入到單波束測深儀中，測試中單波束測深儀連續(xù)開機時間8小時以上，每隔15分鐘比對一次水深，水深比對差是后面測深值與以首次測量值為基準求差，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，每隔I小時測定電壓，在測深過程中單波束測深儀電源電壓的變化不得超過額定電壓的10%，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬，測深標準偏差按下式計算_4] σΗ Jli^lV W-I(I)式(I)中，i=l η，比為第i次測深值，A為測深算術(shù)平均值；(二)內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試將單波束測深儀的換能器垂直放置，測試時航速控制在6海里/小時以下，導(dǎo)航用的GPS天線與單波束測深儀的換能器中心處于同一垂直面上，啟動單波束測深儀，首先檢驗測深儀在不同深度和不同航速下工作是否正常，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬，以2海里/小時的首次測量為基準，并去掉測線首尾不重疊部分，計算其余5次測量相對首次測量的水深比對誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算_] σ； 2 Jsi^I V-I(2) 式(2)中，i=l n，hi為第i次測深值，Λ為測深算術(shù)平均值；將單波束測深儀的換能器水平放置，單波束測深儀的換能器水平放置，朝向測試平臺的墻壁，并與其垂直，啟動單波束測深儀，測試前測量聲速，將編輯好的聲速文件輸入到單波束測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬，以2海里/小時的首次測量為基準，并去掉測線首尾不重疊部分，計算其余5次測量相對首次測量的水深比對誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算押”)Vn-l(3)式(3)中，i=l n，Iii為第i次測深值，^■為測深算術(shù)平均值；(三)外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試在水深大于5米的位置放置單波束測深儀的換能器，先進行聲速測量，將編輯好的聲速剖面文件輸入到單波束測深儀中，測試中單波束測深儀連續(xù)開機時間8小時以上，每隔15分鐘比對一次水深，水深比對差是每次測深值與地形圖高程計算的水深值的差值，水深對比差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算_] σ^= Σ(^-^) Vη(4)式(4)中，i=l n，Iii為第i次測深值，&為測深反算值，根據(jù)測深點位置由高精度已知地形圖反算得到，反算需要考慮換能器吃水；(四)外符合精度動態(tài)航行測試將單波束測深儀的換能器垂直放置，導(dǎo)航用的GPS天線與單波束測深儀的換能器中心處于同一垂直面上，啟動單波束測深儀，首先檢驗測深儀在不同深度和不同航速下工作是否正常，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬，以已知地形反算值為基準，去掉測線首尾不重疊部分，計算每次測量值相對基準水深值的誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算·測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差的計算公式如下σ . Σ(4-及)ijHS \ 、 η(5)式(5)中，i=l n，h,為第i次測深值，&為測深反算值，根據(jù)測深點位置由高精度已知地形圖反算得到，反算需要考慮換能器吃水；將單波束測深儀的換能器水平放置，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中，單波束測深儀的換能器水平放置，朝向測試平臺墻壁，并與其垂直，丈量導(dǎo)航定位用的GPS天線與換能器底部水平距離，在計算水深比對差時加以改正，啟動單波束測深儀，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，用全站儀測量出換能器至墻壁的水平距離，并以此為基準值，去掉測線首尾不重疊部分，計算每次測量值相對基準觀測值的誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差的計算公式如下Σ〔Κ) 、 η (6)式(6)中，i=l n, Iii為第i次測深值為第i次全站儀觀測值。進一步，所述單波束測深儀檢測方法還包括聲源級檢測，首先保持標準水聽器在發(fā)射器的聲軸方向上，而且兩者要在同一深度上，利用標準水聽器接收脈沖聲信號，聲信號經(jīng)放大、濾波后送數(shù)字示波器，數(shù)字示波器根據(jù)同步觸發(fā)信號和時延對接收脈沖聲信號進行顯示、處理，并測量其聲壓值，根據(jù)測得的聲壓值計算水聲場的電壓值，由聲源級的定義式計算得到發(fā)射器的聲源級；SL=201 gU-201 gM0+201 gd+120 (7)式(7)中，SL為聲源級，單位dB，基準值為IyPa ·πι，υ為標準水聽器的開路電壓，M0為標準水聽器的接收靈敏度，單位為V/Pa ；d為待測發(fā)射器和標準水聽器聲中心之間的距離。進一步，所述單波束測深儀檢測方法還包括換能器波束角檢測，首先將被測換能器裝在旋轉(zhuǎn)軸上，使其有效聲中心位于旋轉(zhuǎn)軸上，將發(fā)射器和接收水聽器安放于水下同一深度，并保證一定的測試距離，在垂直角為0°的情況下，旋轉(zhuǎn)改變水平角，得到不同水平角所對應(yīng)的開路電壓，再由記錄儀直接記錄指向性圖案或計算機自動處理測量數(shù)據(jù)并畫出發(fā)射器的水平指向性圖案； 在水平角為0°的情況下，旋轉(zhuǎn)改本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
單波束測深儀檢測方法，其特征在于，包括測深不準確度檢測，具有（一）內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、（二）內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試、（三）外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、（四）外符合精度動態(tài)航行測試；（一）內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試在水深大于5米的位置放置單波束測深儀的換能器，先進行聲速測量，將編輯好的聲速剖面文件輸入到單波束測深儀中，測試中單波束測深儀連續(xù)開機時間8小時以上，每隔15分鐘比對一次水深，水深比對差是后面測深值與以首次測量值為基準求差，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，每隔1小時測定電壓，在測深過程中單波束測深儀電源電壓的變化不得超過額定電壓的10%，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)：功率、增益、及脈寬，測深標準偏差按下式計算：σh1=∑(hi-h-)2n-1---(1)式（1）中，i=1～n，hi為第i次測深值，為測深算術(shù)平均值；（二）內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試將單波束測深儀的換能器垂直放置，測試時航速控制在6海里/小時以下，導(dǎo)航用的GPS天線與單波束測深儀的換能器中心處于同一垂直面上，啟動單波束測深儀，首先檢驗測深儀在不同深度和不同航速下工作是否正常，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)：功率、增益、及脈寬，以2海里/小時的首次測量為基準，并去掉測線首尾不重疊部分，計算其余5次測量相對首次測量的水深比對誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算：σh2=∑(hi-h-)2n-1---(2)式（2）中，i=1～n，hi為第i次測深值，為測深算術(shù)平均值；將單波束測深儀的換能器水平放置，單波束測深儀的換能器水平放置，朝向測試平臺的墻壁，并與其垂直，啟動單波束測深儀，測試前測量聲速，將編輯好的聲速文件輸入到單波束測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)：功率、增益、及脈寬，以2海里/小時的首次測量為基準，并去掉測線首尾不重疊部分，計算其余5次測量相對首次測量的水深比對誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算：σh3=∑(hi-h-)2n-1---(3)式（3）中，i=1～n，hi為第i次測深值，為測深算術(shù)平均值；（三）外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試在水深大于5米的位置放置單波束測深儀的換能器，先進行聲速測量，將編輯好的聲速剖面文件輸入到單波束測深儀中，測試中單波束測深儀連續(xù)開機時間8小時以上，每隔15分鐘比對一次水深，水深比對差是每次測深值與地形圖高程計算的水深值的差值，水深對比差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差按下式計算：σh4=∑(hi-h~i)2n---(4)式（4）中，i=1～n，hi為第i次測深值，為測深反算值；（四）外符合精度動態(tài)航行測試將單波束測深儀的換能器垂直放置，導(dǎo)航用的GPS天線與單波束測深儀的換能器中心處于同一垂直面上，啟動單波束測深儀，首先檢驗測深儀在不同深度和不同航速下工作是否正常，測深前測 量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中，穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)：功率、增益、及脈寬，以已知地形反算值為基準，去掉測線首尾不重疊部分，計算每次測量值相對基準水深值的誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，水深比對限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)，計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)，測深標準偏差的計算公式如下：σh5=∑(hi-h~i)2n---(5)式（5）中，i=1～n，hi為第i次測深值，為測深反算值，將單波束測深儀的換能器水平放置，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文...

【技術(shù)特征摘要】
1.單波束測深儀檢測方法，其特征在于，包括測深不準確度檢測，具有(一)內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、(二)內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試、(三)外符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試、(四)外符合精度動態(tài)航行測試； (一)內(nèi)符合精度靜態(tài)穩(wěn)定性測試 在水深大于5米的位置放置單波束測深儀的換能器， 先進行聲速測量，將編輯好的聲速剖面文件輸入到單波束測深儀中， 測試中單波束測深儀連續(xù)開機時間8小時以上，每隔15分鐘比對一次水深，水深比對差是后面測深值與以首次測量值為基準求差，水深比對差的限差應(yīng)在2倍測深中誤差以內(nèi)， 計算測深標準偏差，并記錄水深比對差值超限的個數(shù)， 每隔I小時測定電壓，在測深過程中單波束測深儀電源電壓的變化不得超過額定電壓的10%，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬， 測深標準偏差按下式計算 σ In^)2 ση :\^ V,卜 I(I) 式(I)中，i=l n，hi為第i次測深值，瓦為測深算術(shù)平均值； (二)內(nèi)符合精度動態(tài)航行測試 將單波束測深儀的換能器垂直放置， 測試時航速控制在6海里/小時以下，導(dǎo)航用的GPS天線與單波束測深儀的換能器中心處于同一垂直面上， 啟動單波束測深儀，首先檢驗測深儀在不同深度和不同航速下工作是否正常，測深前測量聲速，并將編輯好的聲速文件輸入到測深儀中， 穩(wěn)定5分鐘后，分別以2海里/小時、4海里/小時和6海里/小時的航速啟動運動平臺，各測量2次，共得到6次固定測線的測深剖面，每次測量時不改變參數(shù)，但測量間隔時改變測深參數(shù)，記錄單波束測深儀的以下三個參數(shù)功率、增益、及脈寬， 以2海里/小時的首次測量為基準，并去掉測線首尾不重疊部分，計算其余5次測量相對首次測量的水深比對誤差，測點采用線性內(nèi)插方法對齊，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧秀山，陽凡林，劉智敏，石波，陳允約，王智明，張會娟，張建峰，
申請(專利權(quán))人：山東科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：