【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管线探测，具体涉及一种水下管线探测方法和系统。
技术介绍
1、水下管线探测技术是随着水下工程崛起而发展起来的新技术，近年来，各种海底线缆工程、管道工程、桥隧工程，以及近岸的港池工程等陆续立项开工，诸多海岛填海造陆和各种联网，以及海洋环境、资源调查和保护等也会启动。海缆施工、埋设、检测、维修、海缆路由的勘察和运维检测等工程业务急剧增加。海底管道面临复杂多变的海洋环境，受到风浪、洋流、风暴潮等自然因素作用，以及采砂、锚害等人为因素影响，易发生管道裸露、悬跨等安全隐患，海底管道长期悬跨、裸露，在风浪、海流的冲击下，极易产生疲劳断裂，海底管道一旦出现泄漏等事故，将导致停产，污染海洋环境，造成生态灾害，甚至引起爆炸造成人身伤亡和巨大的经济损失。如何精确有效的确定水下管线的位置埋深显得十分重要。
2、目前，广泛采用的水下电缆检测方法主要有：声波管线仪探测法，多波束侧扫声纳探测、磁法探测、水下机器人(rov)摄像、潜水员潜水拍照等。然而当探测水域中由于管线铺设时间较长其上覆盖淤泥较多时，上述常规探测方法则无法探测管线位置及埋深。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种水下管线探测方法和系统，当探测水域的管线上覆盖有较多淤泥时，能够确定管线的位置与埋深，并同时实现金属与非金属管线的探测，提高探测效率和探测精度。
2、为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种水下管线探测方法，包括如下步骤：
3、采集获得水下地形数据、金属管
4、对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息。
5、可选的，步骤采集水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据，包括：
6、采用多波束测深装置采集水下地形三维数据；
7、通过探测接收装置的作业缆绳长度获得水深a；
8、采用磁力勘探法在水下淤泥面处采集金属管线数据；
9、采用探地雷达法在水下淤泥面处采集非金属管线数据。
10、可选的，步骤对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据和金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息，包括步骤：
11、对水下地形数据进行艏偏校正、横摇校正和纵摇校正，基于校正后的水下地形数据建立水下地形实景三维模型；
12、基于水下地形实景三维模型和采集的金属管线数据，计算目标管线的水下位置h，其中，水下地形实景三维模型包括水面至淤泥面的距离h1，采集的金属管线数据包括目标管线的水下磁场强度hs和目标管线上的淤泥厚度d；
13、根据水面至淤泥面的距离h1实时校正水深a，a＝h1。
14、可选的，步骤采集获得水下地形数据和金属管线数据，还包括：
15、当目标管线为跨河管线和/或跨江管线时，通过gps或资料库获取目标管线的陆地位置信息；
16、基于目标管线的陆地位置信息，确定目标管线的探测水域及目标管线的走向；
17、以探测水域中目标管线的走向为x轴方向，水流方向或水流反方向为y轴方向，建立二维坐标系，在探测水域中以预设轨迹移动并采集水下地形数据和金属管线数据。
18、可选的，步骤基于水下地形实景三维模型和采集的金属管线数据，计算目标管线水下位置h，包括如下步骤：
19、基于水下地形实景三维模型、采集的水下磁场强度hs和淤泥厚度d，计算目标管线的水底埋深h，水下磁场强度hs为：
20、
21、其中，k为常数；β为洋流与盐度常数；h为水底埋深，即目标管线上的淤泥面经水底土层和/或岩石层到目标管线的距离；λ为淤泥常数；d为淤泥厚度；s为检测点与目标管线的水平距离；
22、采集各检测点与目标管线的水平距离对应的水下磁场强度，并建立集合{(s1,hs1),(s2,hs2)(s3,hs3)……(sn,hsn)}；
23、采用高斯拟合方程获得最大水下磁场强度hsmax，并获取与最大磁场强度hsmax对应的水底埋深hmax，结合水面至淤泥面的距离h1，计算目标管线的水下位置h：h＝hmax+h1。
24、可选的，步骤还包括：
25、获得最大水下磁场强度hsmax，以及检测点与目标管线的水平距离s为水底埋深h的一半时检测点采集到的的磁场强度对两者的比值进行求解，计算获得精确度更高的水底埋深h′：
26、
27、其中，t为常数。
28、本专利技术第二方面提供了一种水下管线探测系统，可实现上述水下管线探测方法，包括；
29、水下数据采集模块，用于采集水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据；
30、控制模块，与水下数据采集模块连接，用于对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据、金属管线数据和非金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息；
31、水下数据采集模块包括：
32、多波束测深装置，用于获取水下地形三维数据；
33、探测接收装置，与控制模块连接，根据控制模块的指令进行升降调节，采集金属管线数据和/或非金属管线数据。
34、可选的，水下数据采集模块还包括：
35、数据存储模块，用于存储水下数据采集模块采集到的水下地形数据、金属管线数据和非金属管线数据；
36、通讯模块，用于将数据存储模块中的数据发送至控制模块。
37、可选的，水下数据采集模块为无人测量船，多波束测深装置设置在无人测量船底部，探测接收装置与无人测量船连接，用于采用磁力勘探法在水下淤泥面处采集金属管线数据以及采用探地雷达法在水下淤泥面处采集非金属管线数据。
38、可选的，控制模块包括：
39、数据计算模块，用于根据多波束测深装置获取的水下地形三维数据和探测接收装置采集的金属管线数据计算水下磁场强度，获得目标金属管线位置；
40、结果显示模块，用于显示计算的水下磁场强度以及历史数据。
41、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
42、本专利技术公开了一种水下管线探测方法和系统，首先获得水下地形数据、非金属管线数据和金属管线数据；对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息。当探测水域中由于管线铺设时间较长其上覆盖淤泥较多时，本专利技术能够修正如淤泥等环境因素给管线探测测量带来的影响，获得管线的位置信息，并且同时还可以对金属管线与非金属管线进行探测，提高探测效率与探测精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水下管线探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤采集水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据和金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤采集获得水下地形数据和金属管线数据，还包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤基于水下地形实景三维模型和采集的金属管线数据，计算目标管线水下位置H，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤还包括：
7.一种水下管线探测系统，可实现权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，包括；
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，水下数据采集模块还包括：
9.根据权利要求7-8任一项所述的系统，其特征在于，水下数据采集模块为无人测量船，多波束测深装置设置在无人测量船底部，探测接收装置与无人测量船连接，用于
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，控制模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种水下管线探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤采集水下地形数据、金属管线数据和/或非金属管线数据，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤对水下地形数据进行数据校正，基于校正后的水下地形数据和金属管线数据，计算获得目标管线的位置信息，包括步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤采集获得水下地形数据和金属管线数据，还包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤基于水下地形实景三维模型和采集的金属管线数据，计算目标管线水下位置h，包括如下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁国，
申请(专利权)人：广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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