无人船在泗阳节制闸河道断面测量中的应用.pdfVIP

无人船在泗阳节制闸河道断面测量中的应用

发布时间：2021-04-14T01:28:21.185Z来源：《防护工程》2020年34期作者：徐进刘须朋张浩王琦张洋刘海艳

[导读]本文介绍了iBoatBS3系统无人船在泗阳节制闸河道断面测量观测中应用功能、使用方法。

江苏省泗阳闸站管理所江苏泗阳223700

摘要：本文介绍了iBoatBS3系统无人船在泗阳节制闸河道断面测量观测中应用功能、使用方法。极大地提高了工作效率和测量数据准

确性。可供相关水利工程类似河道水下地形的观测。值得推广使用。

关键词：无人船水下地形测量

一、引言：

泗阳节制闸位于泗阳县城东约2.5公里处的中运河上，与平行布置的南水北调泗阳一站、泗阳二站共同构成泗阳水利枢纽。该闸具有防

洪、排涝、灌溉、发电等综合功能，是骆马湖泄洪通道之一，汛期承泄沭泗流域下泄洪水，非汛期拦蓄来水便于上游徐宿地区的灌溉、航

运及工业、生活用水。

泗阳节制闸根据上级指令及时开闸下泄洪水，就要求上下游河道按设计要求保证畅通，无淤积冲刷现象或淤积冲刷在允许范围内，不

影响工程的安全运行，如何掌握上下游的水下河道地形情况，只能通过水下测量才能掌握。泗阳节制闸的河床断面测量，在河道的上下游

一定范围内原设计为标准断面，工程经过一定时期运行后，会造成上下游河道的淤积或冲刷，通过测量水面上设定的每个点水的深度，经

过计算得到该点的高程，与原设计的高程比较，得到变化的数据，编制测量成果表，可生成断面比较图和断面冲淤量比较表。使用节制闸

断面测量设计为：上游7个断面（C.S.1上0+045~C.S.1上0+290），下游9个断面（C.S.1下0+065~C.S.1下0+315），以往测量都是采用人工划

船断面索法测量，工作量大，效率低，误差大，测量的读数受人为影响大（人在小船上测量，船在晃动，测量锤是否垂直到底，人看测量

索尺码读数）。随着科技的发展，高科技新型的无人船在水下地形的测量得到充分运用。

二、无人船水深测量原理：

水下地形数据获取主要依赖于船只搭载多波束测深仪或单波束测深仪进行水下测量。无人测量船利用CORS系统进行无验潮水下地形测

量具有精确、便捷、安全和测量区域全覆盖等特点。

如何测量断面上任一位置的水深（水面至河底的距离高度），运用高程单波束回声测深原理。在无人船上换能器将电能转换成声能并

向水底发射。声能以回波的形式从水底返回，再通过换能器检测回波电能信号，从而计算出传播时间，根据声速和时间计算出水深，

Z=V*t/2Z是换能器到水底深度V是声速t是来回传播时间。

波束形成原理多波束波束形成是由平行阵列干涉形成的条带状波束

单波束波束形成也是干涉，而是由环形阵列中间波束多次加强形成的锥状波束换能器开角在圆斑内返回的回波，单波束以最先返回来

的回波来计算水深：

三、iBoatBS3系统无人测量船介绍

1、功能及特点

特点：体积小巧、携带方便。推进器采用可拆卸模块化涵道式一体化设计。自主设计导航功能与测深集成软件，操作便捷，可搭载多

种测量设备。iBoat系列智能无人测量船是可以按照既定路线借助卫星定位自动行驶的船，远程即可进行操控，可搭载多种测量传感器完成

各项测量任务。

船控与采集集成软件自适应控制算法，手/自动均可实时矫正，航向准确，实现直角转弯。配备HD-510测深仪HD-510采用HD-MAX测

深模块，专为无人船设计，可应用于水下综合解决方案集成以及无人测量系统使用。具备采集、导航和后处理功能，模拟信号与数字水深

叠加，方便水深数据判读大水深测量。实时数据传输大带宽通讯电台，数据回传稳定流畅。

应用领域：水下地形测量、水文测量、水下地貌调查。多种用途，可搭载单波束、ADCP、以及侧扫声呐等多种传感器。广泛应用于

河流、湖泊、航道区域的水下地形地貌测量、水文水质测量、暗管普查等作业任务

测量领域：航道、内陆大小河流、入海口、近海滩涂地带水库、湖泊、水电站水文勘测局、水文站、科研高校高校、研究所、科研机

构、环保领域污水排查、暗管探测。

2、BS3无人船参数

尺寸：1.1米*0.52米*0.3米。船体重量：6Kg,抗风浪等级：3级风、2级浪。

动力装置：模块化涵道式推进器，可快速拆卸