一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法技术

本发明专利技术涉及海底电缆路由勘测技术领域，公开了一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，包括以下步骤：建立测量坐标系、电缆路由坐标系及其相互间的坐标系关系，计算电缆测线的理论间距和理论布设方向，计算电缆测线的实际间距D和实际布设方向，比较理论间距D0与实际间距D，根据比较结果在电缆路由坐标系上进行电缆测线布测，并建立测线对象集，对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设，将在电缆路由坐标系上的电缆测线的坐标根据建立的电缆路由坐标系与测量坐标系关系转换成测量坐标系中的坐标，并绘制示意图；本发明专利技术具有提高扫测点云密度的均匀性、精度的稳定性、保证布测质量的特点。证布测质量的特点。证布测质量的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法


[0001]本专利技术涉及海底电缆路由勘测
，具体涉及一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法。

技术介绍

[0002]海底电缆与陆地电缆相比，具有许多优越性，其铺设不需要挖坑道或用支架支撑，因而投资少，建设速度快；并且海底电缆大多存在于一定深度的海底，受人类活动影响较少。因此，海底电缆安全性、稳定性较高，抗干扰能力强，保密性好。
[0003]目前针对海底电缆布线，行业内常见的布线设计方法有两种：一种是凭借经验为主的手工布线，这受制于海底电缆布线不复杂的情况，勉强能达到行业要求，但是存在着巨大的成本浪费问题；另一种是国外考虑路径的海底电缆路径优化方法，利用单一优化算法对布线进行设计，但由于考虑的影响因素过于单一，优化场景单一，仅适用于固定场景下的路径寻优，无法根据用户需求进行合理布线。
[0004]国内由于受到施工安全要求、海底电缆载流量、功率平衡等因素的制约，因此多采用基于经验的手动布线设计方法，即布线形式多为直接平行于海底电缆路由方向布设，且间距固定，此种设计方法操作简单，但对于不同水深的扫测存在明显的扫测点云密度不均匀、不同区域成果的精度存在明显差异，同是增加航迹之间的作业时间间隔，对潮差变化较大的区域影响较大，增加后期数据处理过程中潮位改正的难度。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，包括以下步骤：
[0007]建立测量坐标系和电缆路由坐标系；
[0008]建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系；
[0009]根据资料水深H0、电缆测线最大波束开角θ0和基本重叠度β0计算电缆测线的理论间距D0，根据电缆路由坐标系确定电缆测线理论布设方向B0；
[0010]根据实测水深H、电缆测线波束入射开角θ和重叠度β计算电缆测线的实际间距D，根据电缆测线布设方向B0计算电缆测线实际布设方向B；
[0011]比较理论间距D0与实际间距D，根据比较结果在电缆路由坐标系上进行电缆测线布测，并建立测线对象集；
[0012]对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设；
[0013]将在电缆路由坐标系上的电缆测线的坐标根据建立的电缆路由坐标系与测量坐标系关系转换成测量坐标系中的坐标，并绘制测线布测示意图。
[0014]进一步的，所述建立测量坐标系的方法包括根据布设地点的范围建立与布设地点
范围相适应的Y
‑
X测量坐标系，其中，Y表示东坐标，X表示北坐标。
[0015]进一步的，所述建立电缆路由坐标系的方法包括根据电缆路由直线在Y
‑
X测量坐标系下各端点的坐标值，建立电缆路由各段的路由向量组，并以每条电缆路由线段的起点为路由坐标系的坐标原点，与其对应的路由向量的方向为新的Y轴方向、与其逆时针方向垂直Y轴建立路由坐标系的X轴，由此建立新的路由坐标系Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系，Y表示东坐标，X表示北坐标，n＝1，2，
……
，∞。
[0016]进一步的，所述建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系的方法包括根据下式进行计算：
[0017]X＝X0+X
n
sinA
‑
Y
n
cosA
[0018]Y＝Y0‑
X
n
cosA+Y
n
sinA
[0019]换成矩阵形式为：
[0020][0021]其中，Y表示Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X表示Y
‑
X测量坐标系下的北坐标，单位为m，Y
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的东坐标，单位为m，X
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的北坐标，单位为m，Y0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的北坐标，单位为m，A表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的Y轴在Y
‑
X测量坐标系下的方位角，单位为弧度，n＝1，2，
……
，∞；
[0022]方位角A根据下式进行计算：
[0023][0024]其中，Y1表示Y1‑
X1电缆路由坐标系下的东坐标，单位为m，X1表示Y1‑
X1电缆路由坐标系下的北坐标，单位为m，Y0表示Y1‑
X1电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X0表示Y1‑
X1电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的北坐标，单位为m，n＝1，2，
……
，∞。
[0025]进一步的，所述计算电缆测线的理论间距D0和电缆测线理论布设方向B0的方法包括根据下式进行计算：
[0026][0027]B0＝A
[0028]其中，H0表示资料水深，根据布设地点的水域资料进行获得，θ0表示电缆测线最大波束开角，根据使用电缆的参数进行获得，β0表示基本重叠度，即路由扫测范围内的扫测密度，A表示方位角。
[0029]进一步的，所述计算电缆测线的实际间距D和电缆测线实际布设方向B的方法包括根据下式进行计算：
[0030][0031]B＝B0[0032]其中，H表示实测水深，根据布设地点的实际测量资料进行获得，θ表示电缆测线波束入射开角，根据使用电缆的参数进行获得，β表示重叠度，即路由扫测范围内的扫测密度，B0表示电缆测线理论布设方向。
[0033]进一步的，所述比较理论间距D0与实际间距D，根据比较结果在电缆路由坐标系上进行电缆测线布测，并建立测线对象集的方法包括计算dD值，dD＝D
‑
D0，之后判断dD是否小于实际间距D*10％的值，若小于，则按照理论间距D0在Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系上从坐标原点开始向电缆路由前进方向均匀布测，确定每条测线与路由范围线在Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的交点坐标(mD0，F)和(mD0，
‑
F)，并构成测线对象集；若大于，则按照实际间距D在Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系上从坐标原点开始向电缆路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，其特征在于，包括以下步骤：建立测量坐标系和电缆路由坐标系；建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系；根据资料水深H0、电缆测线最大波束开角θ0和基本重叠度β0计算电缆测线的理论间距D0，根据电缆路由坐标系确定电缆测线理论布设方向B0；根据实测水深H、电缆测线波束入射开角θ和重叠度β计算电缆测线的实际间距D，根据电缆测线布设方向B0计算电缆测线实际布设方向B；比较理论间距D0与实际间距D，根据比较结果在电缆路由坐标系上进行电缆测线布测，并建立数据集；对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设；将在电缆路由坐标系上的电缆测线的坐标根据建立的电缆路由坐标系与测量坐标系关系转换成测量坐标系中的坐标，并绘制测线布测示意图。2.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，其特征在于：所述建立测量坐标系的方法包括根据布设地点的范围建立与布设地点范围相适应的Y
‑
X测量坐标系，其中，Y表示东坐标，X表示北坐标。3.根据权利要求2所述的一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，其特征在于：所述建立电缆路由坐标系的方法包括根据电缆路由直线在Y
‑
X测量坐标系下各端点的坐标值，建立电缆路由各段的路由向量组，并以每条电缆路由线段的起点为路由坐标系的坐标原点，与其对应的路由向量的方向为新的Y轴方向、与其逆时针方向垂直Y轴建立路由坐标系的X轴，由此建立新的路由坐标系Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系，Y表示东坐标，X表示北坐标，n＝1，2，
……
，∞。4.根据权利要求3所述的一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，其特征在于：所述建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系的方法包括根据下式进行计算：X＝X0+X
n
sinA
‑
Y
n
cosAY＝Y0‑
X
n
cosA+Y
n
sinA换成矩阵形式为：其中，Y表示Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X表示Y
‑
X测量坐标系下的北坐标，单位为m，Y
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的东坐标，单位为m，X
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的北坐标，单位为m，Y0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的北坐标，单位为m，A表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的Y轴在Y
‑
X测量坐标系下的方位角，单位为弧度，n＝1，2，
……
，∞；方位角A根据下式进行计算：其中，Y
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系下的东坐标，单位为m，X
n
表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系
下的北坐标，单位为m，Y0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X0表示Y
n
‑
X
n
电缆路由坐标系的坐标原点在Y
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈西强，凃道勇，刘丰，王寅珂，王骏，李亚男，曾庆权，郑金勇，宋志辉，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：