用于测量河道淤泥厚度的无人船系统技术方案

本申请涉及一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统包括无人船和与无人船交互的分析系统，无人船包括雷达天线和用以实时发射无人船的坐标信息的RTK装置，雷达天线朝河道内发射电磁波并接收反射的雷达信号，分析系统根据坐标信息和雷达信号形成雷达图像数据。本申请减少人力亲临检测现场的麻烦，雷达检测可减少水中杂物对检测数据的影响，提高检测数据的可靠性，同时淤泥厚度的雷达图像数据可为工程治理方案选择及工程预算提供较好的技术支持。理方案选择及工程预算提供较好的技术支持。理方案选择及工程预算提供较好的技术支持。

【技术实现步骤摘要】
用于测量河道淤泥厚度的无人船系统


[0001]本技术涉及一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，属于测量淤泥厚度


技术介绍

[0002]随着社会经济发展和城市化进程加快，河道淤积问题日益突出。淤泥是河流潜在的污染源，当河流的外来污染源全部被切断后，河流底泥中的污染物会释放出来并进入水体，造成二次污染。因此，淤泥既是河流污染的“源”，又是“汇”，危害很大。工程治理的方法一般采取清淤工程，即环保疏浚。而在工程施工前对淤泥厚度进行精确测定和覆盖区域的准确探查，不仅能为财政预算提供基础依据，而且有助于项目有针对性的作业，提高工作效率，节省工程成本。
[0003]目前，国内清淤工程大多采用测深仪对清淤前后的水底高程进行数据采集，通过计算两次数据差值来得到淤泥厚度，从而推算出清淤工作量。这种方法主要应用在清淤工作完成后工作量的统计，并不能对工程施工前的清淤量进行预估。而直接测量淤泥厚度的常用方法有钻孔取样法、淤泥采样器法、声呐探测等。现有的采样方法，原状样不易采到，对采样操作要求很高，不利于密集使用，而声呐探测容易受水中杂物、温度、浊度等因素的影响，测量数据可靠性不高。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，其测量数据可靠，测量效率高。
[0005]为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，所述无人船系统包括无人船和与所述无人船交互的分析系统，所述无人船包括雷达天线和用以实时发射所述无人船的坐标信息的RTK装置，所述雷达天线朝河道内发射电磁波并接收反射的雷达信号，所述分析系统根据所述坐标信息和雷达信号形成雷达图像数据。
[0006]进一步地，所述分析系统还包括数据处理系统，所述数据处理系统包括用于去除所述雷达信号中的干扰信号的横向滤波器、用于去除所述雷达信号在水面与淤泥层底界面之间产生的多次反射波的预测反褶积滤波器、用于对所述雷达信号进行补偿的信号补偿器和可视化处理系统，所述可视化处理系统根据所述坐标信息和由所述补偿器处理后的雷达信号形成所述雷达图像数据。
[0007]进一步地，所述分析系统还包括显示系统，所述显示系统根据所述雷达图像数据显示淤泥厚度的雷达图像。
[0008]进一步地，所述雷达天线包括发射天线和接收天线，所述发射天线和所述接收天线的一端悬挂在水面上。
[0009]进一步地，所述无人船包括用以发送雷达信号和所述坐标信息的第一发送装置，
所述分析系统包括用于与所述第一发送装置交互的第一接收装置。
[0010]进一步地，所述分析系统根据所述坐标信息发送控制信号至雷达天线以控制所述雷达天线朝河道内发射电磁波。
[0011]进一步地，所述无人船还包括驱动系统，所述驱动系统驱动所述无人船。
[0012]进一步地，所述分析系统还包括遥控终端，所述遥控终端控制所述驱动系统，所述遥控终端与所述驱动系统通信连接。
[0013]本技术的有益效果在于：本申请通过RTK装置获取检测点的坐标信息；利用雷达天线向河道内发射电磁波并获取反射的雷达信号；分析系统处理雷达信号并结合坐标信息以形成淤泥厚度的雷达图像数据。与现有技术相比，本申请减少人力亲临检测现场的麻烦，雷达信号检测可减少水中杂物对检测数据的影响，同时淤泥厚度的雷达图像数据可为工程治理方案选择及工程预算提供较好的技术支持。
[0014]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0015]图1为本申请无人船系统的示意图。
[0016]图2为图1中无人船系统的工作原理示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0018]请参照图1，一较佳实施例所示的一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，无人船系统包括无人船和与无人船交互的分析系统，无人船包括雷达天线12和用以实时发射无人船的坐标信息的RTK装置11，雷达天线12朝河道内发射电磁波并接收反射的雷达信号，分析系统根据坐标信息和雷达信号形成雷达图像数据。
[0019]在本实施例中，RTK装置11的定位技术基于载波相位观测值的实时动态定位技术，它能实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，达到厘米级精度，作业方便，其作业不受通视条件限制，无需做控制，只需将基准站设置好，进行点检核后，即可开测，如用虚拟基站则更简便，RTK定位技术为现有技术，故在此不做详细描述。
[0020]在本实施例中，分析系统为雷达控制主机2，雷达控制主机2设置在地面上，雷达控制主机2是由多台电脑构成的服务器，用于雷达信号进行处理并结合坐标信息形成雷达图像数据。
[0021]雷达探测可较为快速准确地定位河道内水位深度和不同沉积地层的厚度，可以反映沉积物富集体的规模、范围及深度，其探测深度也能满足实际工程需要。同时，通过探测资料解译成果可以直观看到，横切断面时各个沉积断面及淤泥层上部流面的形态参数，这都能为工程治理方案选择及工程预算提供较好的技术支持。河水均为淡水，淡水是雷达使用的理想环境，传播速度慢，可以获得高分辨率雷达信号。雷达探测数据不受水中漂浮物与水底水草等杂物影响。
[0022]分析系统还包括数据处理系统21，数据处理系统21包括用于去除雷达信号中的干扰信号的横向滤波器、用于去除雷达信号在水面与淤泥层底界面之间产生的多次反射波的预测反褶积滤波器、用于对雷达信号进行补偿的信号补偿器和可视化处理系统，可视化处理系统根据坐标信息和由补偿器处理后的雷达信号形成雷达图像数据。
[0023]分析系统还包括显示系统22，显示系统22根据雷达图像数据显示淤泥厚度的雷达图像。
[0024]雷达天线12包括发射天线121和接收天线122，发射天线121和接收天线122的一端悬挂在水面上。
[0025]在本实施例中，布设在水面的发射天线121向水中发射电磁波。由于水、以粘土和砂土为主体的淤泥层、原状岩土体的介电性质有很大差别，在水底界面、淤泥层底界面上会发生反射，反射信号返回水面被接收天线122接收，连续走航式测量中组合不同位置测得的反射信号形成探测雷达剖面。根据探测剖面上同相轴的变化特征和时序，可以识别出水下地形变化和淤积层底界面。
[0026]探测剖面是X
‑
T时域剖面，水深和淤泥层厚度分别由从探测剖面上拾取的反射走时和波速经公式(1)计算确定:
[0027]H＝(v
×
Δt)/2
ꢀꢀ
(1)
[0028]式中:H为计算所得水深或淤泥层厚度；v为水和淤泥层的电磁波速；Δt为电磁波在水中和淤泥层中的走时。
[0029]无人船包括用以发送雷达信号和坐标信息的第一发送装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，其特征在于，所述无人船系统包括无人船和与所述无人船交互的分析系统，所述无人船包括雷达天线和用以实时发射所述无人船的坐标信息的RTK装置，所述雷达天线朝河道内发射电磁波并接收反射的雷达信号，所述分析系统根据所述坐标信息和雷达信号形成雷达图像数据。2.如权利要求1所述的用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，其特征在于，所述分析系统还包括数据处理系统，所述数据处理系统包括用于去除所述雷达信号中的干扰信号的横向滤波器、用于去除所述雷达信号在水面与淤泥层底界面之间产生的多次反射波的预测反褶积滤波器、用于对所述雷达信号进行补偿的信号补偿器和可视化处理系统，所述可视化处理系统根据所述坐标信息和由所述补偿器处理后的雷达信号形成所述雷达图像数据。3.如权利要求2所述的用于测量河道淤泥厚度的无人船系统，其特征在于，所述分析系统还包括显示系统，所述显示系统根据所述雷达图像数据显示淤泥厚度的雷达图像。4.如权利要求1所述的用于测量河道...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晔，陈宝兰，
申请(专利权)人：苏州环职安环境工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：