单波束测深仪检测方法技术

本发明专利技术公开一种单波束测深仪检测方法，其包括测深不准确度检测，具体是（一）内符合精度静态稳定性测试、（二）内符合精度动态航行测试、（三）外符合精度静态稳定性测试、（四）外符合精度动态航行测试，具有测深精度高，达到检测单波束测深仪可靠性和准确性的目的。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋测绘
，具体涉及一种单波束测深仪检测方法。
技术介绍
单波束测深仪是水道测量、海洋调查、国防应用与研究、海底地形地貌测量等领域的主要仪器，近年来，单波束测深仪在国内许多部门和单位大量引进、广泛使用，并且发挥了巨大的作用。但是，因为缺乏实验室计量检测手段，且无统一规范，大多数单波束测深仪无法进行规范有效的检测及校准，使观测数据的准确性和可信度受到严重影响，所获取的数据资料存在很大的质量隐患。因此，专利技术人想提供一种实用、有效的单波束测深仪检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单波束测深仪检测方法，以解决测深数据的准确性和可信度较差的技术问题。本专利技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是单波束测深仪检测方法，包括测深不准确度检测，具有(一)内符合精度静态稳定性测试、(二)内符合精度动态航行测试、(三)外符合精度静态稳定性测试、(四)外符合精度动态航行测试；(一)内符合精度静态稳定性测试在水深大于5米的位置放置单波束测深仪的换能器，先进行声速测量，将编辑好的声速剖面文件输入到单波束测深仪中，测试中单波束测深仪连续开机时间8小时以上，每隔15分钟比对一次水深，水深比对差是后面测深值与以首次测量值为基准求差，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，每隔I小时测定电压，在测深过程中单波束测深仪电源电压的变化不得超过额定电压的10%，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽，测深标准偏差按下式计算_4] σΗ Jli^lV W-I(I)式(I)中，i=l η，比为第i次测深值，A为测深算术平均值；(二)内符合精度动态航行测试将单波束测深仪的换能器垂直放置，测试时航速控制在6海里/小时以下，导航用的GPS天线与单波束测深仪的换能器中心处于同一垂直面上，启动单波束测深仪，首先检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，测深前测量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽，以2海里/小时的首次测量为基准，并去掉测线首尾不重叠部分，计算其余5次测量相对首次测量的水深比对误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算_] σ； 2 Jsi^I V-I(2) 式(2)中，i=l n，hi为第i次测深值，Λ为测深算术平均值；将单波束测深仪的换能器水平放置，单波束测深仪的换能器水平放置，朝向测试平台的墙壁，并与其垂直，启动单波束测深仪，测试前测量声速，将编辑好的声速文件输入到单波束测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽，以2海里/小时的首次测量为基准，并去掉测线首尾不重叠部分，计算其余5次测量相对首次测量的水深比对误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算押”)Vn-l(3)式(3)中，i=l n，Iii为第i次测深值，^■为测深算术平均值；(三)外符合精度静态稳定性测试在水深大于5米的位置放置单波束测深仪的换能器，先进行声速测量，将编辑好的声速剖面文件输入到单波束测深仪中，测试中单波束测深仪连续开机时间8小时以上，每隔15分钟比对一次水深，水深比对差是每次测深值与地形图高程计算的水深值的差值，水深对比差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算_] σ^= Σ(^-^) Vη(4)式(4)中，i=l n，Iii为第i次测深值，&为测深反算值，根据测深点位置由高精度已知地形图反算得到，反算需要考虑换能器吃水；(四)外符合精度动态航行测试将单波束测深仪的换能器垂直放置，导航用的GPS天线与单波束测深仪的换能器中心处于同一垂直面上，启动单波束测深仪，首先检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，测深前测量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽，以已知地形反算值为基准，去掉测线首尾不重叠部分，计算每次测量值相对基准水深值的误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对限差应在2倍测深中误差以内，计算·测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差的计算公式如下σ . Σ(4-及)ijHS \ 、 η(5)式(5)中，i=l n，h,为第i次测深值，&为测深反算值，根据测深点位置由高精度已知地形图反算得到，反算需要考虑换能器吃水；将单波束测深仪的换能器水平放置，测深前测量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中，单波束测深仪的换能器水平放置，朝向测试平台墙壁，并与其垂直，丈量导航定位用的GPS天线与换能器底部水平距离，在计算水深比对差时加以改正，启动单波束测深仪，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，用全站仪测量出换能器至墙壁的水平距离，并以此为基准值，去掉测线首尾不重叠部分，计算每次测量值相对基准观测值的误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差的计算公式如下Σ〔Κ) 、 η (6)式(6)中，i=l n, Iii为第i次测深值为第i次全站仪观测值。进一步，所述单波束测深仪检测方法还包括声源级检测，首先保持标准水听器在发射器的声轴方向上，而且两者要在同一深度上，利用标准水听器接收脉冲声信号，声信号经放大、滤波后送数字示波器，数字示波器根据同步触发信号和时延对接收脉冲声信号进行显示、处理，并测量其声压值，根据测得的声压值计算水声场的电压值，由声源级的定义式计算得到发射器的声源级；SL=201 gU-201 gM0+201 gd+120 (7)式(7)中，SL为声源级，单位dB，基准值为IyPa ·πι，υ为标准水听器的开路电压，M0为标准水听器的接收灵敏度，单位为V/Pa ；d为待测发射器和标准水听器声中心之间的距离。进一步，所述单波束测深仪检测方法还包括换能器波束角检测，首先将被测换能器装在旋转轴上，使其有效声中心位于旋转轴上，将发射器和接收水听器安放于水下同一深度，并保证一定的测试距离，在垂直角为0°的情况下，旋转改变水平角，得到不同水平角所对应的开路电压，再由记录仪直接记录指向性图案或计算机自动处理测量数据并画出发射器的水平指向性图案； 在水平角为0°的情况下，旋转改本文档来自技高网...

【技术保护点】
单波束测深仪检测方法，其特征在于，包括测深不准确度检测，具有（一）内符合精度静态稳定性测试、（二）内符合精度动态航行测试、（三）外符合精度静态稳定性测试、（四）外符合精度动态航行测试；（一）内符合精度静态稳定性测试在水深大于5米的位置放置单波束测深仪的换能器，先进行声速测量，将编辑好的声速剖面文件输入到单波束测深仪中，测试中单波束测深仪连续开机时间8小时以上，每隔15分钟比对一次水深，水深比对差是后面测深值与以首次测量值为基准求差，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，每隔1小时测定电压，在测深过程中单波束测深仪电源电压的变化不得超过额定电压的10%，记录单波束测深仪的以下三个参数：功率、增益、及脉宽，测深标准偏差按下式计算：σh1=∑(hi-h-)2n-1---(1)式（1）中，i=1～n，hi为第i次测深值，为测深算术平均值；（二）内符合精度动态航行测试将单波束测深仪的换能器垂直放置，测试时航速控制在6海里/小时以下，导航用的GPS天线与单波束测深仪的换能器中心处于同一垂直面上，启动单波束测深仪，首先检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，测深前测量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数：功率、增益、及脉宽，以2海里/小时的首次测量为基准，并去掉测线首尾不重叠部分，计算其余5次测量相对首次测量的水深比对误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算：σh2=∑(hi-h-)2n-1---(2)式（2）中，i=1～n，hi为第i次测深值，为测深算术平均值；将单波束测深仪的换能器水平放置，单波束测深仪的换能器水平放置，朝向测试平台的墙壁，并与其垂直，启动单波束测深仪，测试前测量声速，将编辑好的声速文件输入到单波束测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数：功率、增益、及脉宽，以2海里/小时的首次测量为基准，并去掉测线首尾不重叠部分，计算其余5次测量相对首次测量的水深比对误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算：σh3=∑(hi-h-)2n-1---(3)式（3）中，i=1～n，hi为第i次测深值，为测深算术平均值；（三）外符合精度静态稳定性测试在水深大于5米的位置放置单波束测深仪的换能器，先进行声速测量，将编辑好的声速剖面文件输入到单波束测深仪中，测试中单波束测深仪连续开机时间8小时以上，每隔15分钟比对一次水深，水深比对差是每次测深值与地形图高程计算的水深值的差值，水深对比差的限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差按下式计算：σh4=∑(hi-h~i)2n---(4)式（4）中，i=1～n，hi为第i次测深值，为测深反算值；（四）外符合精度动态航行测试将单波束测深仪的换能器垂直放置，导航用的GPS天线与单波束测深仪的换能器中心处于同一垂直面上，启动单波束测深仪，首先检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，测深前测 量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中，稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数：功率、增益、及脉宽，以已知地形反算值为基准，去掉测线首尾不重叠部分，计算每次测量值相对基准水深值的误差，测点采用线性内插方法对齐，水深比对限差应在2倍测深中误差以内，计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数，测深标准偏差的计算公式如下：σh5=∑(hi-h~i)2n---(5)式（5）中，i=1～n，hi为第i次测深值，为测深反算值，将单波束测深仪的换能器水平放置，测深前测量声速，并将编辑好的声速文...

【技术特征摘要】
1.单波束测深仪检测方法，其特征在于，包括测深不准确度检测，具有(一)内符合精度静态稳定性测试、(二)内符合精度动态航行测试、(三)外符合精度静态稳定性测试、(四)外符合精度动态航行测试； (一)内符合精度静态稳定性测试 在水深大于5米的位置放置单波束测深仪的换能器， 先进行声速测量，将编辑好的声速剖面文件输入到单波束测深仪中， 测试中单波束测深仪连续开机时间8小时以上，每隔15分钟比对一次水深，水深比对差是后面测深值与以首次测量值为基准求差，水深比对差的限差应在2倍测深中误差以内， 计算测深标准偏差，并记录水深比对差值超限的个数， 每隔I小时测定电压，在测深过程中单波束测深仪电源电压的变化不得超过额定电压的10%，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽， 测深标准偏差按下式计算 σ In^)2 ση :\^ V,卜 I(I) 式(I)中，i=l n，hi为第i次测深值，瓦为测深算术平均值； (二)内符合精度动态航行测试 将单波束测深仪的换能器垂直放置， 测试时航速控制在6海里/小时以下，导航用的GPS天线与单波束测深仪的换能器中心处于同一垂直面上， 启动单波束测深仪，首先检验测深仪在不同深度和不同航速下工作是否正常，测深前测量声速，并将编辑好的声速文件输入到测深仪中， 稳定5分钟后，分别以2海里/小时、4海里/小时和6海里/小时的航速启动运动平台，各测量2次，共得到6次固定测线的测深剖面，每次测量时不改变参数，但测量间隔时改变测深参数，记录单波束测深仪的以下三个参数功率、增益、及脉宽， 以2海里/小时的首次测量为基准，并去掉测线首尾不重叠部分，计算其余5次测量相对首次测量的水深比对误差，测点采用线性内插方法对齐，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢秀山，阳凡林，刘智敏，石波，陈允约，王智明，张会娟，张建峰，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：