[发明专利]一种臂挂拖曳式水深测量系统及方法

权利要求书

1.一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，包括母船(1)和子船(2)，所述母船(1)载有处理电脑(3)和水下推进器单元(4)；所述子船(2)载有水下测量单元(5)和水上定位单元(6)，子船(2)上设有凹槽(7)，子船(2)的头部安装有固定底座(8)，所述固定底座(8)中部形成有接槽(23)；

所述处理电脑(3)分别与所述水下测量单元(5)和水上定位单元(6)通过传输线缆(22)连接，处理电脑(3)通过所述传输线缆(22)接收水下测量单元(5)和水上定位单元(6)的返回信号；

所述水下推进器单元(4)连接在所述母船(1)的尾部，水下推进器单元(4)对所述母船(1)提供动力；

所述水下测量单元(5)固定于所述子船(2)的凹槽(7)中，水下测量单元(5)的换能器底部平行于所述子船(2)的船底；

所述水上定位单元(6)通过连接杆(21)固定于所述子船(2)的船体上端；

所述母船(1)和子船(2)之间连接有臂挂联动装置(9)，臂挂联动装置(9)设有联动挂钩(10)，所述臂挂联动装置(9)的一端固定在所述母船(1)的船体上，臂挂联动装置(9)的另外一端通过所述联动挂钩(10)与所述接槽(23)采用螺杆连接。

2.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述母船(1)上还载有移动电源(11)，所述移动电源(11)固定在所述母船(1)的中部，移动电源(11)用于对所述处理电脑(3)、水下测量单元(5)和水下定位单元提供电力。

3.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述臂挂联动装置(9)还包括伸缩连杆(12)、联动轴杆(13)、联动轴套(14)和联动杆(15)；所述伸缩连杆(12)的一端固定在所述母船(1)的上端，伸缩连杆(12)延伸至所述母船(1)的船体外侧，所述联动轴杆(13)形成在所述伸缩连杆(12)的末端；所述联动轴套(14)的侧部连接所述联动杆(15)，联动轴杆(13)插入所述联动轴套(14)中；所述联动杆(15)连接所述联动挂钩(10)。

4.根据权利要求3所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，还包括垫块(17)和固定螺栓(18)，所述联动轴杆(13)的末端形成有紧固内螺纹(19)，所述垫块(17)的中心形成有配合口(20)，所述固定螺栓(18)经过所述配合口(20)与紧固内螺纹(19)旋接；所述垫块(17)阻挡在所述联动轴套(14)的外部。

5.根据权利要求3所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述伸缩连杆(12)与所述母船(1)的连接处设有两个卡扣(16)，所述卡扣(16)通过螺栓固定于母船(1)。

6.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述母船(1)的船体采用充气船；所述子船(2)的船体采用EVA材料；所述臂挂联动装置(9)采用铝质金属；所述水下推进器单元(4)采用汽油水下推进器。

7.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述处理电脑(3)和水下推进器单元(4)的间距小于1米，处理电脑(3)和水下推进器单元(4)之间形成作业区域。

8.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述水上定位单元(6)内置有锂电池，水上定位单元(6)集成有接收GPS、GLONASS、GALILEO和北斗卫星信号的卫星导航定位芯片Teseo III。

9.根据权利要求1所述的一种臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，所述传输线缆(22)与水下测量单元(5)的换能器顶端连接，传输线缆(22)与水下测量单元(5)的连接处硫化密封，所述水上定位单元(6)通过连接杆(21)固定在水下测量单元(5)的换能器正上方。

10.一种臂挂拖曳式水深测量方法，采用如权利要求1至9任一项的臂挂拖曳式水深测量系统，其特征在于，包括以下步骤：

预设子船(2)吃水深度h₁、水下测量单元(5)的换能器底部至子船(2)底部距离h₂、子船(2)船体高度h₃、水上定位单元(6)与子船(2)船体的连接杆(21)高度h₄；

水下测量单元(5)吃水深度值H₁＝子船(2)吃水深度h₁-水下测量单元(5)的换能器底部至子船(2)底部距离h₂；

水上定位单元(6)距水面高度H₂＝子船(2)船体高度h₃-子船(2)吃水深度h₁+水上定位单元(6)与子船(2)船体连接杆(21)高度h₄；

获取水上定位单元(6)和水下测量单元(5)的返回信号，根据所述返回信号解算水下测量单元(5)至水底的距离H及水下测量单元(5)的位置坐标(X_{水下测量单元}，Y_{水下测量单元}，Z_{水下测量单元})；

根据所述水下测量单元(5)至水底的距离H及水下测量单元(5)的位置坐标(X_{水下测量单元}，Y_{水下测量单元}，Z_{水下测量单元})，通过处理电脑(3)显示子船(2)的轨迹S及水底高程H_水底；

H_水底＝Z_{水下测量单元}-H-H₁-H₂；

轨迹S用水下测量单元(5)的位置坐标(X_{水下测量单元}，Y_{水下测量单元})表示，所述轨迹S的表示方式为依次对水下测量单元(5)的位置坐标(X_{水下测量单元}，Y_{水下测量单元})进行连线，在所述轨迹S上展示水底高程H_水底。