一、“水聲吶”多頻寬條帶水下地形測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)介

　　“水聲吶”多頻寬條帶測(cè)量系統(tǒng)主要由傳感器單元（含有兩個(gè)聲吶發(fā)送傳感器、六個(gè)側(cè)向接收器及一個(gè)正下方接收器，并含有水下電子處理裝置）、安裝支架、一臺(tái)聲吶工作站和相應(yīng)的勘測(cè)與后處理軟件，同時(shí)，配備RTK-GPS、三維運(yùn)動(dòng)傳感器及高精度羅徑各一臺(tái)。系統(tǒng)采用干涉測(cè)量技術(shù)，即以測(cè)量相位差的方法確定目標(biāo)位置，以極高地效率獲取精準(zhǔn)的水下地形數(shù)據(jù),是唯一可以測(cè)到岸線點(diǎn)的寬條帶測(cè)量系統(tǒng)。

　　二、應(yīng)用實(shí)例及成果

　　1、西安灞渭橋車游濕地公園

　　灞渭橋車游濕地公園位于西安灞河入渭口以東的渭河灘區(qū)，東西全長(zhǎng)5.5km，南北平均寬約0.8km，總面積4.4km²,水域面積1.6km²。2018年3月5日西安眾淼水務(wù)工程有限公司聲吶組3名工作人員進(jìn)入公園，與管理站工作人員了解收集測(cè)區(qū)水域資料，布設(shè)測(cè)區(qū)控制網(wǎng)；3月7日聲吶組5名操作人員對(duì)環(huán)湖路A、B兩段路基坍塌下沉的附近水域進(jìn)行水下地形勘測(cè)。由于公園水域情況特殊和測(cè)量船出水深度限制，勘測(cè)船只能到達(dá)水深0.7m以上水域勘測(cè)，因此，耗時(shí)6個(gè)小時(shí)完成了水下地形的外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作，勘測(cè)水域面積分別為A段0.06km²，B段0.04km²。此后，經(jīng)過(guò)一天時(shí)間完成了外業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)的后處理工作。

　　以下為工作現(xiàn)場(chǎng)照片：

　　（1）安裝調(diào)試“水聲吶”設(shè)備

 

 

安裝調(diào)試水聲吶設(shè)備

 

 

安裝調(diào)試水聲吶設(shè)備

 

 

安裝調(diào)試水聲吶設(shè)備

 

　?。?）“水聲吶”外業(yè)勘測(cè)

 

 

技術(shù)人員交流確定勘測(cè)航線

 

 

外業(yè)勘測(cè)

 

 

外業(yè)勘測(cè)

 

 

外業(yè)勘測(cè)

 

　　（3）“水聲吶”外業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)處理

 

 

勘測(cè)數(shù)據(jù)處理

 

 

　?。?）勘測(cè)成果數(shù)據(jù)

　　含XYZ坐標(biāo)值和計(jì)算錯(cuò)誤評(píng)估的ASCII碼文件（IHO S-44標(biāo)準(zhǔn)）

 

灞渭橋車游濕地公園A段成果數(shù)據(jù)文件

 

 

灞渭橋車游濕地公園B段成果數(shù)據(jù)文件

 

　　（5）三維模型成果

　　利用點(diǎn)陣為0.5m的“水聲吶”勘測(cè)數(shù)據(jù)生成灞渭橋車游濕地公園A、B段水下不同角度三維模型圖

 

 

灞渭橋車游濕地公園A段水下不同角度三維模型

 

 

灞渭橋車游濕地公園A段水下不同角度三維模型

 

 

灞渭橋車游濕地公園A段水下不同角度三維模型

 

 

灞渭橋車游濕地公園A段水下不同角度三維模型

 

　　2、零河水庫(kù)

　　零河水庫(kù)位于陜西省西安市臨潼區(qū)零口鎮(zhèn)南1.5km處，屬于中型水庫(kù)，水域面積約為0.9km²。2018年3月13日，西安眾淼水務(wù)工程有限公司聲吶組3名工作人員進(jìn)入庫(kù)區(qū)，與管理站工作人員了解收集庫(kù)區(qū)相應(yīng)的資料、并對(duì)庫(kù)區(qū)進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)；3月15日聲吶組5名操作人員對(duì)庫(kù)區(qū)進(jìn)行水下地形勘測(cè)。由于庫(kù)區(qū)入水口附近屬于淺灘區(qū)，勘測(cè)船不能正常行駛。因此，耗時(shí)14個(gè)小時(shí)完成了入水口水域外的水下地形數(shù)據(jù)采集工作，勘測(cè)水域面積為0.84km²。3月17日開始經(jīng)過(guò)三天時(shí)間完成了外業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)的后處理工作。

　　以下為工作現(xiàn)場(chǎng)照片：

　?。?）“水聲吶”勘測(cè)船整裝待發(fā)

 

 

整裝待發(fā)圖

 

 

勘測(cè)前調(diào)試圖

 

　　（2）“水聲吶”外業(yè)勘測(cè)

 

 

外業(yè)勘測(cè)

 

 

外業(yè)勘測(cè)

 

　?。?）勘測(cè)成果數(shù)據(jù)

 

零河水庫(kù)成果數(shù)據(jù)文件

 

 

　　（3）三維模型成果

　　利用點(diǎn)陣為1m的“水聲吶”勘測(cè)數(shù)據(jù)生成零河水庫(kù)水下不同角度三維模型圖

 

 

　　零河水庫(kù)水下不同角度三維模型

 

 

　　零河水庫(kù)水下不同角度三維模型

 

　　三、技術(shù)性能總結(jié)

　　1、勘測(cè)精度高

　　“水聲吶”可根據(jù)相位差圖像判斷測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量并處理至最佳，也可根據(jù)相位差的不同顯示方式進(jìn)行水下目標(biāo)物探測(cè)和岸線探測(cè)；后處理軟件生成的水下測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)陣大小可根據(jù)需要選擇輸出，精度可達(dá)0.1m×0.1m。而且，最終輸出結(jié)果為含XYZ坐標(biāo)值的ASCII碼文件。它適于CAD、GIS等幾乎所有水力和其它通用及專業(yè)模擬軟件。

　　2、勘測(cè)效率高

　　“水聲吶”多頻寬條帶水下地形測(cè)量?jī)x水下地形測(cè)量功能強(qiáng)大，能夠適應(yīng)淺水區(qū)域的測(cè)量要求。當(dāng)水深值大于0.7m時(shí)均可進(jìn)行勘測(cè)，單條航線測(cè)量寬度可達(dá)到水深值的10倍以上，特別是在淺水區(qū)域的測(cè)量精度和工作效率遠(yuǎn)高于其它水下測(cè)量設(shè)備。

　　3、即時(shí)水下地形顯示，操作方便

　　“水聲吶”測(cè)量過(guò)程中利用底圖顏色的變換來(lái)實(shí)時(shí)顯示已測(cè)區(qū)域和未測(cè)區(qū)域的相對(duì)關(guān)系，便于作業(yè)人員實(shí)際操作，避免了測(cè)線布設(shè)耗費(fèi)時(shí)間。同時(shí)，“水聲吶”測(cè)量過(guò)程中可根據(jù)工作站相位差圖顯示情況適時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，使測(cè)量結(jié)果達(dá)到最佳。

　　4、對(duì)于水下復(fù)雜地形的適應(yīng)性好

　　“水聲吶”的工作原理有別于其它聲吶系統(tǒng)，它接收并測(cè)定從目標(biāo)點(diǎn)衍射過(guò)來(lái)的聲吶波的相位差，而不是像多波束或者單點(diǎn)聲吶那樣接收目標(biāo)點(diǎn)直接反射的信號(hào)，對(duì)水下地形變化較大的情況時(shí)適應(yīng)性非常好。

　　水下地形測(cè)量是一個(gè)非常復(fù)雜而又重要的系統(tǒng)工作，對(duì)分析和研究水域演變以及水文泥沙變化規(guī)律有著重要的意義。“水聲吶”多頻寬條帶測(cè)量?jī)x優(yōu)勢(shì)明顯，精度高，效率快，應(yīng)用靈活，性能可靠穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于水庫(kù)、湖泊等水下地形測(cè)量，河道淤積斷面測(cè)量，水下探物等等。眾淼水務(wù)期待與您合作共贏！