[发明专利]多波束水下钢管桩桩位测量方法

权利要求书

1.一种多波束水下钢管桩桩位测量方法，其特征在于：该方法采用多波束测深仪、罗经运动传感器、GPS进行水下钢管桩桩位测量，其步骤如下：

（1）测线布设

测线布置选用以下两种方式中的任意一种：

第一种：测线以桩为中心布置成#字形；

第二种：测线以桩为中心布置成圆形；

（2）设备安装

将多波束测深仪安装于作业船舶的右舷，将罗经运动传感器安装于作业船舶的左舷侧，将GPS安装于作业船舶的右舷靠船尾处；

（3）参数测量

将多波束测深仪的接收器与水面的交点设置为测量水深的参考点；测量时的船体坐标系以参考点为原点，船头朝向为Y轴，垂直船头朝向为X轴，原点向上为Z轴；

测量的参数包括多波束测深仪的接收器的安装参数、多波束测深仪的换能器的安装参数、GPS的安装参数、当前Ping的时间、纬度、经度、船速、航向、与前面ping的间距、波束数，船体的姿态，潮位数据、表层声速值、水深、开角；

根据测量的参数处理得到测线WGS84坐标、1980西安坐标、北京54坐标，然后以桩体几何参数为约束，利用点云数据构建拟合模型，借助最小二乘解算模型；以构建的桩体模型为参考，采用统计滤波方法，消除远离桩体的异常点云，实现点云数据滤波，重复上述工作，反复迭代，得到满足精度要求的桩体倾斜参数、顶面中心平面和高程坐标以及四桩导管架间平面距离；

该测量方法还包括精度评定方法，精度评定方法选用以下两种方式中的任意一种：

（1）柱面建模和柱顶平面建模：利用总体最小二乘的原理，对柱面点云数据和柱顶数据分别进行拟合，柱面中轴线与柱顶平面相；交求得桩顶中心坐标，通过多条独立测线处理的结果进行精度评定；

（2）柱顶圆建模：对分割出的柱顶点云数据进行圆建模，求得柱顶圆心坐标，通过多条独立测线处理的结果进行精度评定；

该测量方法还包括数据准确性的判断方法，具体过程为，通过采用RTK实际测量水下沉桩桩顶标高值与该测量方法处理后相对应的正常高值做差值比较，若满足规范规定要求，则表示合格。

2.根据权利要求1所述的多波束水下钢管桩桩位测量方法，其特征在于：正式作业前要进行参数校正，参数校正包括纵倾偏差、横摇偏差、艏向偏差；

纵倾偏差：利用水深变化较大水域的同线同速反向中央波束水深测量数据求取；

横摇偏差：利用海床教平坦水域同线同速反向的条带状水深断面测量数据求取；

艏向偏差：利用水深变化较大水域的异线同速反向的边缘波束水深测量数据求取。

3.根据权利要求1所述的多波束水下钢管桩桩位测量方法，其特征在于：多波束测深仪的接收器的安装参数包括多波束测深仪的接收器的横摇、纵倾、舶摇的旋转角度和位置参数；多波束测深仪的换能器的安装参数包括换能器的横摇、纵倾、舶摇的旋转角度和位置参数；GPS的安装参数包括GPS天线的位置参数。

4.根据权利要求1所述的多波束水下钢管桩桩位测量方法，其特征在于：该方法使用声速剖面仪对不同水深处的声速值进行测量。

5.根据权利要求1所述的多波束水下钢管桩桩位测量方法，其特征在于：所述多波束测深仪为SONIC 2024。