一种水下测绘方法技术

本申请涉及一种水下测绘方法，其包括A1、通过无人机对待测水体周围外陆及待测水体内陆进行并建立模型，周围外陆和待测水体内陆之间空白位置即为待测水体的表面轮廓；A2、绘制无人船探测起点和探测路线；A3、将路线参数导入水下探测用无人船，在陆地或者内陆上设置定位基站，并将基站位置标记在已经建立的陆地或内陆模型中；A4、将无人船放置到探测路线的起点处并启动无人船开始探测，并通过定位基站对无人船进行定位和路线的修正；A5、在路线终点处回收无人船并收集数据。本申请具有收集了外陆和内陆的数据，便于工作人员根据外陆和内陆的实际情况对无人船的路线进行编辑，减少出现未扫描区域的可能性的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水下测绘方法
本申请涉及水下探测的领域，尤其是涉及一种水下测绘方法。
技术介绍
水下测绘指的是对水下地形的测量，其目的是测定江河湖泊和港湾水底点的高程及其平面位置，以绘制水下地形图的工作。在兴建水坝、桥梁和港口码头等建筑物的测设计中，除需要各种比例尺的陆上地形图外，还需水下地形图，以了解水下地形起伏变化的情况。相关技术中水下探测的主要设备是探测声呐，探测船按照一定的路线从水体表面依次经过待检测水域，并通过探测声呐对水底地形进行测绘。公开号为Cn108278994A的中国专利公开了一种小型无人船水下测绘方法，包括如下步骤：选择一测绘区域，将所述无人船置于所述测绘区域的边缘，记为初始位置O；使无人船沿x方向直线行驶，行驶一定距离后转弯，沿y方向直线行驶；使无人船沿y方向直线行驶，行驶一定距离后转弯，沿x方向直线行驶；判断剩余待测绘区域是否满足预设条件，若否，返回步骤上述步骤，若是，执行如下步骤；停止测绘，计算并绘制所述测绘区域地形图。针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在所探测的目标水体存在岛屿、浮岛等内部陆地，则按照相关技术中的方法，容易产生未扫描过水底情况的水体区域。
技术实现思路
为了减少出现未扫描过水底情况的水体区域的缺陷，本申请提供一种水下测绘方法。本申请提供的一种水下测绘方法采用如下的技术方案：一种水下测绘方法，包括A1、通过无人机对待测水体周围外陆及待测水体内陆进行并建立模型，周围外陆和待测水体内陆之间空白位置即为待测水体的表面轮廓；A2、绘制无人船探测起点和探测路线；A3、将路线参数导入水下探测用无人船，在陆地或者内陆上设置定位基站，并将基站位置标记在已经建立的陆地或内陆模型中；A4、将无人船放置到探测路线的起点处并启动无人船开始探测，并通过定位基站对无人船进行定位和路线的修正；A5、在路线终点处回收无人船并收集数据。通过采用上述技术方案,首先通过无人机对待测水体周围的外陆和内陆之间进行测绘建模，从而掌握水体轮廓线，根据水体的轮廓线绘制无人船探测起点和探测路线，防止无人船在探测过程中撞击水体边缘的陆地或者发生漏测的可能性，通过设置定位基站并通过定位基站不断定位无人船以及修正无人船的探测路线，减少了水体扰动使无人船路线发生偏移影响测量结果，造成漏测的可能性，从而在水体存在内陆时对水体进行全面的水下测绘。优选的，在步骤A1中，水体外陆模型的建立区域边缘距离水体边缘距离不小于10m。通过采用上述技术方案，由于外陆模型的建立区域边缘距离不小于10m，工作人员在选用定位基站位置时，可充分参考陆地的地形，根据具体情况，选用地势相对平整，障碍物少的地点建立定位基站，减少定位基站设置不稳在测绘过程中造成不良应吸纳过。优选的，在步骤A3中，定位基站选用超声波定位基站，定位基站至少设有三个，且三个定位基站不在同一条直线上，定位基站的高度与所测水体水平面之间的距离不超过5米。通过采用上述技术方案，选用超声波定位基站接收无人船发出的超声波讯号，根据声速340米/秒的参考值计算无人船与各个基站之间的距离，并且通过无人船距离三个定位基站各自的距离画圆，三个圆环的交点即为无人船的位置，从而对无人船的位置进行定位，便于纠正无人船的运动轨迹，基站与水平面的高度小于5米，从而减少了由于基站高度过高，导致测量平面与无人船声源平面产生较大的偏差，影响定位精度的可能性。优选的，在步骤A3中，各个定位基站的高度相同，且相邻基站之间的间距不小于500米。通过采用上述技术方案，由于定位基站高度相同，因而保持了测量平面的一致性，提升了测量精确度，又由于基站之间的间距不小于500米，减少了各个定位基站接收到超声波讯号的时间总是保持太过接近而影响测量的可能性。优选的，在步骤A2中，探测路线的绘制步骤包括：B1、以所测水体靠近外陆边缘的任意一点作为起点，起点与外陆最近点的距离d1=5+w/2其中d1为起点与外陆最近点之间的距离，w为声呐扫描范围直径；B2、绘制线条若干条线条L1，L1平行于外陆轮廓延伸且与外陆和内陆均保持间距d2=d1+n*w/2，其中d2为L1距离外陆最近点之间的距离，n代表当前L1与外陆最近点岸边处间隔有n条L1，相邻L1之间的间距d3=w/2的距离，当当前L1向任意方向延伸均会导致的d1无法满足条件时，将L1断开，并在距离断开处最近一个满足条件的点设为新起点绘制一条新的L1，直到待测目标水域中不存在这样的点为止；B3、绘制若干线条L2，若干线条L2将各条L1断开的断点按照绘制的先后顺序依次连接；B4、绘制线条L3，L3将最后一条L1的终点和外陆任意一点连接。通过采用上述技术方案，由于d1为声呐扫描直径的半宽加5米，降低了无人船撞击外陆岸边的可能性，d2的竖直为对线条L1与外陆或内陆之间间距的限制，减少了声呐的检测区域出现空白的可能性，d3为声呐直径的半宽，使相邻的扫描区域贴合，减少扫描漏洞，路线为各条L1通过各条L2相连接的方式，并通过L3将路线与外陆连接，使无人船返回岸边等待回收。优选的，在步骤B2中，以L1的断开点为原点，在选取新起点之前对周围待测水域进行点阵拾取，点阵拾取时在原点处建立二维直角坐标系，并在X方向和Y方向间隔为w/10的距离间隔依次标定处相邻拾取若干个点，直到出现一个符合要求的点，将该符合要求的点作为新L1线条的新起点。通过采用上述技术方案，通过在一条L1的终点建立二维直角坐标系，并以w/10的间距拾取各个复合要求的点，从到原点从近到圆的原则依次拾取点，并判断新拾取的点是否符合上述要求d1的尺寸要求，若符合，则将该点座位新的L1起点并继续进行L1的划线工作。优选的，步骤A3中的定位基站包括锚杆，所述锚杆上设有承载平台，所述承载平台上设有超声波接收装置，步骤A4中的无人船上设有超声波发射器。通过采用上述技术方案，通过锚杆在岸边定位承载平台，且在承载平台上放置超声波接收装置进行超声波的接收，通过无人船上的超声波发生器发生超声波讯号，并且通过超声波接收装置接收相应的超声波，从而对无人船的位置进行定位，并根据无人船的实际位置与预设线路的对比及时纠正无人船的位置。优选的，所述锚杆周向侧壁上设有刻度，所述承载平台与锚杆沿竖直方向相对滑动，所述承载平台下方设有定位装置。通过采用上述技术方案，通过锚杆上设置的刻度以及与锚杆相对滑动的承载平台，调整超声波回收装置的高度。优选的，所述定位装置报括定位半环和夹紧半环，所述定位半环与承载平台的部固定连接，所述夹紧半环与定位半环相对于锚杆轴线对称设置，所述夹紧半环与定位半环通过夹紧螺栓连接。通过采用上述技术方案，通过拧紧夹紧螺栓对承载平台进行定位，方便快捷，便于操作。综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过首先对水体周围外陆和内陆进行测绘建模，得出水体表面的轮廓，便于根据待测水体整体表面的轮廓进行无人船的路线绘制，由于收集了外陆和内陆的数据，便于工作人员根据外陆和内陆的实际情况对无人船的路线进行编辑，减少出现出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下测绘方法，其特征在于：包括A1、通过无人机对待测水体周围外陆（20）及待测水体内陆（10）进行并建立模型，周围外陆（20）和待测水体内陆（10）之间空白位置即为待测水体的表面轮廓；A2、绘制无人船探测起点和探测路线；A3、将路线参数导入水下探测用无人船，在陆地或者内陆（10）上设置定位基站，并将基站位置标记在已经建立的陆地或内陆（10）模型中；A4、将无人船放置到探测路线的起点处并启动无人船开始探测，并通过定位基站对无人船进行定位和路线的修正；A5、在路线终点处回收无人船并收集数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下测绘方法，其特征在于：包括A1、通过无人机对待测水体周围外陆（20）及待测水体内陆（10）进行并建立模型，周围外陆（20）和待测水体内陆（10）之间空白位置即为待测水体的表面轮廓；A2、绘制无人船探测起点和探测路线；A3、将路线参数导入水下探测用无人船，在陆地或者内陆（10）上设置定位基站，并将基站位置标记在已经建立的陆地或内陆（10）模型中；A4、将无人船放置到探测路线的起点处并启动无人船开始探测，并通过定位基站对无人船进行定位和路线的修正；A5、在路线终点处回收无人船并收集数据。


2.根据权利要求1所述的水下测绘方法，其特征在于：在步骤A1中，水体外陆（20）模型的建立区域边缘距离水体边缘距离不小于10m。


3.根据权利要求2所述的水下测绘方法，其特征在于：在步骤A3中，定位基站选用超声波定位基站，定位基站至少设有三个，且三个定位基站不在同一条直线上，定位基站的高度与所测水体水平面之间的距离不超过5米。


4.根据权利要求3所述的水下测绘方法，其特征在于：在步骤A3中，各个定位基站的高度相同，且相邻定位基站之间的间距不小于500米。


5.根据权利要求1所述的水下测绘方法，其特征在于：在步骤A2中，探测路线的绘制步骤包括：B1、以所测水体靠近外陆（20）边缘的任意一点作为起点，起点与外陆（20）最近点的距离d1=5+w/2其中d1为起点与外陆（20）最近点之间的距离，w为声呐扫描范围直径；B2、绘制线条若干条线条L1，L1平行于外陆（20）轮廓延伸且与外陆（20）和内陆（10）均保持间距d2=d1+n*w/2，其中d2为L1距离外陆（20）最近点之间的距离，n为当...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿潇，张仕全，孙建伟，胡晨，
申请(专利权)人：南京维景数据工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32