[发明专利]一种基于真环境基准场的测深误差改正方法

说明书

本发明提供一种基于真环境基准场的测深误差改正方法，包括以下步骤：形成测深误差改正系统；利用测深基准点对测深仪静态误差进行改正；利用测深基准点对测深仪安装垂直偏差进行改正；利用测深基准点对测深仪测深延迟进行改正；利用测深基准面对换能器波束角进行改正；得出最终的耦合改正；利用水库蓄水前置期建设测深基准场，既为与真实的自然测深环境、且精度检测水深值与实际作业相当。再者，建造成本、建造难度和建造环境等同于传统的土木工程，如能利用已有构筑物，则进一步降低了难度及成本。

技术领域

本发明涉及河道勘测技术领域，尤其涉及一种基于真环境基准场的测深误差改正方法。

背景技术

水深测量是水文测验、水利工程、防汛抗旱、水资源调查评价、河湖治理、海洋工程等关键性的基础数据。水深检验是水深测量数据质量的基本保证，目前测深设备精度检验主要采用的方法如下：①采用传统的测深杆或测深锤进行检校，这种方法简便，但当水深为软质河底时，测深杆或测深锤测得水深误差较大，再者由于工具所限，水深大于5m水域实施难度大，如受流速影响，易出现垂直偏差。②采用比测板校正。利用50×50cm钢板制作，四周钻孔，系上钢丝连接。利用钢丝刻度进行水深校正，这种方法适合静水水库或湖泊，流速较大水域比测板易偏离换能器，且出现垂直偏差，再者钢丝弹力、水浮力改正模型不易确定。③水槽校正。将测深仪水平放置，将测深变为测距，利用全站仪、RTK、或测距仪测定检验距离，实现单波束精度检验目的，一般最大水深为40m，且为人工设置的测深环境，对测深仪适用环境检验能力不足。④消声池检验。消声池检验方法是将被测换能器与标准水听器比较，其不仅可以检验测深仪测深精度，还可检验生源级、频率、波束宽度，是目前应用广泛的方法。但消声池设计复杂，消声水池的设计以脉冲法测量中辐射声脉冲与反射脉冲不发生互相重叠干扰为原则，根据检验频率确定水池的大小、声学元件作用部分的最大线度和吸声材料的性能。且对消声池性能检验，会因应用不同的测试方法不同而导致物理模型不一致，使得测试结果会有较大差异。

自由声场是声学检验的最主要测试环境之一，消声池在局部区域获得近似自由场，但前述其不仅设计难度大、性能测试复杂且结果差异大，再者造价昂贵。利用自然环境条件来获得自由场是一个实用和有效的方法，如湖、海、人造水库等只要有足够大的开阔度和深度，结合使用脉冲技术往往可以很好的消除水域边界的信号反射现象，可以获得较大区域的近似自由场。但是由于其建造难度大，建造环境复杂，很少被采用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种基于真环境基准场的测深误差改正方法，对测深精度进行全面检验。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种基于真环境基准场的测深误差改正方法，包括以下步骤：

S1、形成测深误差改正系统；

S2、利用测深基准点对测深仪静态误差进行改正；

S3、利用测深基准点对测深仪垂直偏差进行改正；

S4、利用测深基准点对测深仪测深延迟进行改正；

S5、利用测深基准面对换能器波束角进行改正；

S6、得出最终的耦合改正。

进一步，测深仪静态测深误差f_静态(a,b,E)改正方法为：

S201、对不同深度的A个基准点进行连续不间断测量水深数据，数据量样本量为n；设A个基准点测得河底高程数据集为H_A＝{H_A1、H_A2、…、H_An}，H_An为各测点数据；