一种臂挂拖曳式水深测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种臂挂拖曳式水深测量系统，包括母船和子船，母船载有处理电脑和水下推进器单元；子船载有水下测量单元和水上定位单元，子船上设有凹槽，子船的头部安装有固定底座，固定底座中部形成有接槽；处理电脑分别与水下测量单元和水上定位单元通过传输线缆连接，处理电脑通过传输线缆接收水下测量单元和水上定位单元的返回信号；水下推进器单元连接在母船的尾部，水下推进器单元对母船提供动力；水下测量单元固定于子船的凹槽中；水上定位单元通过连接杆固定于子船的船体上端；母船和子船之间连接有臂挂联动装置。本实用新型专利技术采用母船和子船结合，配合臂挂联动装置，实现简洁高效的内陆河流、湖泊等浅水区域的水深测量。

【技术实现步骤摘要】
一种臂挂拖曳式水深测量系统
本技术涉及一种臂挂拖曳式水深测量系统，属于测量

技术介绍
目前，水深测量技术船载方式主要有两种：第一、有人船搭载，经过十几年不断发展，技术已日趋成熟完善，产品稳定性强、可靠性高；第二、无人船搭载，经过近几年发展,无人船可搭载测深传感器开展地形测量任务，具有体积小、作业成本低、机动性强等特点，在水上测绘领域中具有巨大的潜力。现阶段，有人船搭载测深技术与系统已完善成熟，但是仍存在以下问题：测量准备前仪器安装和拆卸费时费力；水下测量单元吃水深度值、水上定位单元距水面高度、水上定位单元与水下测量单元平面空间位置距离重要技术参数每次测量前要根据安装情况重新测量并手动输入；同时船只租用费用会占用较高的项目成本；有人船搭载测深技术受船体重量限制吃水较深，适合在水深较深的开阔水域工作，不适用于水深较浅水域。现阶段，无人船搭载测深技术仍不成熟，在地形复杂水域开展测量具有一定的危险性，船体与岸站之间的无线传输方式存在延迟，致使船体搁浅、触礁、障碍物碰撞，增加船体维修与打捞成本；无人船搭载测深技术的产品市场价格较高，一般由锂电池作为推进器单元，电池续航力不足，影响工作效率。综上，亟需提出一种新的水深测量技术方案，以解决现有技术所面临的上述系列问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的不足，提供一种臂挂拖曳式水深测量系统，采用母船和子船结合，配合臂挂联动装置，实现简洁高效的内陆河流、湖泊等浅水区域的水深测量。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种臂挂拖曳式水深测量系统，包括母船和子船，所述母船载有处理电脑和水下推进器单元；所述子船载有水下测量单元和水上定位单元，子船上设有凹槽，子船的头部安装有固定底座，所述固定底座中部形成有接槽；所述处理电脑分别与所述水下测量单元和水上定位单元通过传输线缆连接，处理电脑通过所述传输线缆接收水下测量单元和水上定位单元的返回信号；所述水下推进器单元连接在所述母船的尾部，水下推进器单元对所述母船提供动力；所述水下测量单元固定于所述子船的凹槽中，水下测量单元的换能器底部平行于所述子船的船底；所述水上定位单元通过连接杆固定于所述子船的船体上端；所述母船和子船之间连接有臂挂联动装置，臂挂联动装置设有联动挂钩，所述臂挂联动装置的一端固定在所述母船的船体上，臂挂联动装置的另外一端通过所述联动挂钩与所述接槽采用螺杆连接。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述母船上还载有移动电源，所述移动电源固定在所述母船的中部，移动电源用于对所述处理电脑、水下测量单元和水下定位单元提供电力。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述臂挂联动装置还包括伸缩连杆、联动轴杆、联动轴套和联动杆；所述伸缩连杆的一端固定在所述母船的上端，伸缩连杆延伸至所述母船的船体外侧，所述联动轴杆形成在所述伸缩连杆的末端；所述联动轴套的侧部连接所述联动杆，联动轴杆插入所述联动轴套中；所述联动杆连接所述联动挂钩。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，还包括垫块和固定螺栓，所述联动轴杆的末端形成有紧固内螺纹，所述垫块的中心形成有配合口，所述固定螺栓经过所述配合口与紧固内螺纹旋接；所述垫块阻挡在所述联动轴套的外部。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述伸缩连杆与所述母船的连接处设有两个卡扣，所述卡扣通过螺栓固定于母船。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述母船的船体采用充气船；所述子船的船体采用EVA材料；所述臂挂联动装置采用铝质金属；所述水下推进器单元采用汽油水下推进器。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述处理电脑和水下推进器单元的间距小于1米，处理电脑和水下推进器单元之间形成作业区域。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述水上定位单元内置有锂电池，水上定位单元集成有接收GPS、GLONASS、GALILEO和北斗卫星信号的卫星导航定位芯片TeseoIII。作为臂挂拖曳式水深测量系统的优选方案，所述传输线缆与水下测量单元的换能器顶端连接，传输线缆与水下测量单元的连接处硫化密封；所述水上定位单元通过连接杆固定在水下测量单元的换能器正上方。本技术还提供一种臂挂拖曳式水深测量方法，采用上述的臂挂拖曳式水深测量系统，包括以下步骤：预设子船吃水深度h1、水下测量单元的换能器底部至子船底部距离h2、子船船体高度h3、水上定位单元与子船船体的连接杆高度h4；水下测量单元吃水深度值H1＝子船吃水深度h1-水下测量单元的换能器底部至子船底部距离h2；水上定位单元距水面高度H2＝子船船体高度h3-子船吃水深度h1+水上定位单元与子船船体连接杆高度h4；获取水上定位单元和水下测量单元的返回信号，根据所述返回信号解算水下测量单元至水底的距离H及水下测量单元的位置坐标(X水下测量单元，Y水下测量单元，Z水下测量单元)；根据所述水下测量单元至水底的距离H及水下测量单元的位置坐标(X水下测量单元，Y水下测量单元，Z水下测量单元)，通过处理电脑显示子船的轨迹S及水底高程H水底；H水底＝Z水下测量单元-H-H1-H2；轨迹S用水下测量单元的位置坐标(X水下测量单元，Y水下测量单元)表示，所述轨迹S的表示方式为依次对水下测量单元的位置坐标(X水下测量单元，Y水下测量单元)进行连线，在所述轨迹S上展示水底高程H水底。本技术技术方案采用母船和子船的搭配作业，安装和拆卸简单、便携性强、吃水深度浅，成本节省；母船的水下推进器单元动力由汽油提供，相比锂电池更持久，续航力足，有效工作时间更长；在地形复杂水域工作时，可人工实时调整母船的船向、船速以及伸缩连杆的长度躲避障碍，搁浅、触礁危险性大大降低，可以用于内陆河流、湖泊等浅水区域；相比无人船搭载测深技术的无线传输方式，处理电脑通过有线传输方式连接子船搭载的水下测量单元与水上定位单元，更加稳定；相对有人船搭载测深技术的设备安装准备工作简便，水下测量单元吃水深度值、水上定位单元与水面之间高差值和水上定位单元与水下测量单元相对位置重要技术参数值固定，避免重复测量误差；臂挂联动装置使子船在测量过程中沿水面垂荡方向自由运动，子船的船艏与母船保持一致，航行中船速船向与母船同步，减少震动传播。附图说明为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，包括母船(1)和子船(2)，所述母船(1)载有处理电脑(3)和水下推进器单元(4)；所述子船(2)载有水下测量单元(5)和水上定位单元(6)，子船(2)上设有凹槽(7)，子船(2)的头部安装有固定底座(8)，所述固定底座(8)中部形成有接槽(23)；/n所述处理电脑(3)分别与所述水下测量单元(5)和水上定位单元(6)通过传输线缆(22)连接，处理电脑(3)通过所述传输线缆(22)接收水下测量单元(5)和水上定位单元(6)的返回信号；/n所述水下推进器单元(4)连接在所述母船(1)的尾部，水下推进器单元(4)对所述母船(1)提供动力；/n所述水下测量单元(5)固定于所述子船(2)的凹槽(7)中，水下测量单元(5)的换能器底部平行于所述子船(2)的船底；/n所述水上定位单元(6)通过连接杆(21)固定于所述子船(2)的船体上端；/n所述母船(1)和子船(2)之间连接有臂挂联动装置(9)，臂挂联动装置(9)设有联动挂钩(10)，所述臂挂联动装置(9)的一端固定在所述母船(1)的船体上，臂挂联动装置(9)的另外一端通过所述联动挂钩(10)与所述接槽(23)采用螺杆连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，包括母船(1)和子船(2)，所述母船(1)载有处理电脑(3)和水下推进器单元(4)；所述子船(2)载有水下测量单元(5)和水上定位单元(6)，子船(2)上设有凹槽(7)，子船(2)的头部安装有固定底座(8)，所述固定底座(8)中部形成有接槽(23)；
所述处理电脑(3)分别与所述水下测量单元(5)和水上定位单元(6)通过传输线缆(22)连接，处理电脑(3)通过所述传输线缆(22)接收水下测量单元(5)和水上定位单元(6)的返回信号；
所述水下推进器单元(4)连接在所述母船(1)的尾部，水下推进器单元(4)对所述母船(1)提供动力；
所述水下测量单元(5)固定于所述子船(2)的凹槽(7)中，水下测量单元(5)的换能器底部平行于所述子船(2)的船底；
所述水上定位单元(6)通过连接杆(21)固定于所述子船(2)的船体上端；
所述母船(1)和子船(2)之间连接有臂挂联动装置(9)，臂挂联动装置(9)设有联动挂钩(10)，所述臂挂联动装置(9)的一端固定在所述母船(1)的船体上，臂挂联动装置(9)的另外一端通过所述联动挂钩(10)与所述接槽(23)采用螺杆连接。


2.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述母船(1)上还载有移动电源(11)，所述移动电源(11)固定在所述母船(1)的中部，移动电源(11)用于对所述处理电脑(3)、水下测量单元(5)和水下定位单元提供电力。


3.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述臂挂联动装置(9)还包括伸缩连杆(12)、联动轴杆(13)、联动轴套(14)和联动杆(15)；所述伸缩连杆(12)的一端固定在所述母船(1)的上端，伸缩连杆(12)延伸至所述母船(1)的船体外侧，所述联动轴杆(13)形成在所述伸缩连杆(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小勇，吴国伟，丁杰，侯二虎，周庆伟，毕大勇，方舣洲，
申请(专利权)人：国家海洋技术中心，
类型：新型
国别省市：天津;12