[实用新型]一种浅水区水下地形测量装置

说明书

本实用新型提拱了一种浅水区水下地形测量装置，该装置包括安置在浅水区附近已知控制点上的GNSS基准站、移动运行载体以及设置在所述移动运行载体上的工作台、GNSS移动站、IMU惯性测量单元、角度旋转编码器、探深杆以及数据存储芯片；所述探深杆伸入水下的一端固定金属球，且所述金属球与水下地形直接接触。本实用新型采用机械探深杆直接接触水下地形测量的方法，避免声学或光学水底测量时发生的数据异常，结合GNSS移动站、IMU惯性测量单元以及角度旋转编码器移动轨迹采集技术，动态获取水下地形数据，提高水下地形的测量精度和测量效率。

技术领域

本实用新型涉及水下地形测量领域，特别是涉及一种浅水区水下地形测量装置。

背景技术

水下地形测量是海洋测绘、航道测绘、湖泊测绘等工程测绘的重要作业内容。水下地形测量主要包括定位和测深两大部分。水上定位手段主要包括光学仪器定位、无线电定位、卫星定位和组合定位等；水上测深手段主要靠回声测深仪。

对于浅水区水下地形测量，目前较为常用的方法包括：人工使用GNSSRTK和探杆进行单点定位探深，此方法作业效率低，人工成本高，且对人员安全及仪器设备安全威胁极大；或者采用声学测量方法，但此方法在浅水区容易受到干扰，在浅水区声学设备一旦离开水面，就无法得到正常数据，造成数据异常，测量精度低；或者采用移动式GNSS RTK和激光测距的的单点测量方法，此方法采集频率较低，且激光在浅水区复杂的水质情况下容易造成干扰，同样也会造成数据异常，测量精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提拱了一种浅水区水下地形测量装置，通过卫星定位与惯性导航技术进行水上移动轨迹采集，通过改进的机械探深杆直接接触水底地形，避免声学或光学水底测量时发生的数据异常，相比传统作业不仅提高了测量精度和测量效率，而且降低劳动强度和安全风险。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种浅水区水下地形测量装置，所述装置包括安置在浅水区附近已知控制点上的GNSS基准站、移动运行载体以及设置在所述移动运行载体上的工作台、GNSS移动站、IMU惯性测量单元、角度旋转编码器、探深杆以及数据存储芯片；所述探深杆伸入水下的一端固定金属球；所述数据存储芯片设置在所述IMU惯性测量单元的一侧；

所述工作台的一端设有旋转轴承；所述探深杆与所述旋转轴承连接，且所述探深杆沿所述旋转轴承旋转；所述角度旋转编码器设置在所述旋转轴承的旋转中心上；所述角度旋转编码器用于采集所述探深杆的旋转角度；

所述工作台与所述移动运行载体通过所述旋转轴承连接；在所述移动运行载体转弯或水平方向移动时，所述工作台与所述探深杆在水平方向上沿所述旋转轴承随所述移动运行载体运动；

所述IMU惯性测量单元固定在所述工作台的另一端；所述IMU惯性测量单元上设有支撑杆；所述支撑杆的一端与所述IMU惯性测量单元固定连接，所述支撑杆的另一端与所述GNSS移动站固定连接。

可选的，所述GNSS移动站的测量中心和所述IMU惯性测量单元的测量中心位于同一铅垂线上。

可选的，所述旋转轴承、所述GNSS移动站以及所述IMU惯性测量单元固定为同一刚体。

可选的，所述探深杆上带有刻度。

可选的，所述探深杆为伸缩杆。

可选的，所述GNSS移动站的采样频率大于等于1Hz。

可选的，所述IMU惯性测量单元的采样频率大于等于200Hz。

可选的，所述移动运行载体为橡皮艇、皮划艇或水陆两用车。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：