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多波束出马!河底微小地物扫测不在话下

多波束出马!河底微小地物扫测不在话下 华测服务
2021-09-26
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导读:不是所有多波束都这么高精度


最近常有朋友在后台留言提问

“市面多波束这么多,华测产品强在哪儿?


为了解答大家的问题

这次,团队将3个尺寸递减的正方体沉至河底

扫测它们的位置及大小

检验一次自家多波束的精度


产品精度到底有多高

让我们用结果说话


项 目 背 景


2021年8月21日,配合张安民老师团队研发的无人艇搭载多波束进行水下地物识别扫测工作。



项 目 需 求


3个边长分别为10cm,20cm,40cm的正方体沉至河底,需要通过Norbit多波束进行3D扫测,将沉底物体的大小以及位置在点云图上呈现出来。


被扫测正方体实物图(部分)


项 目 难 点


扫测物体极为细小,对多波束精度有较高要求。


项 目 方 案


NORBIT iWBMS多波束测深仪

HSVP-1600声速剖面仪


NORBIT iWBMS多波束测深仪


华测NORBIT iWBMS多波束测深仪系统优势在于高度集成,轻便小巧、安装方便、操作简单、便于携带、功耗低。

Qinsy多波束软件示意图


采用Norbit GUI多波束控制软件、Qinsy多波束数据采集软件、Qimera建模软件,可快速对数据进行处理。


项 目 准 备


STEP 1

多波束设备准备


· 主机箱一个(内含多波束甲板单元及各类数据线、多波束水下单元及定位定向天线、声速剖面仪)。

· 安装支架*6(船体固定架*1、换能器连接架*1、加长架*1、带卡扣连接架*1、定位定向天线支架*2)。

· 支架固定绳索及固定工具若干。

· 工作站电脑一台。




STEP 2

支架安装

向上滑动浏览

1、将多波束水下单元的换能器探头数据线依次穿过:

换能器连接架→加长架→带卡扣连接架

2、然后用螺丝将各段支架连接到一起,最后将定位定向天线支架以平行多波束换能器探头的方向连接好,多波束换能器探头接收阵即较宽一段朝向船只前进方向。

3、将船体固定架安装于之前确定好的位置并固定牢靠,尽量保持支架垂直于水平面。

4、将已经连接好支架的多波束水下单元通过卡扣固定于船只外侧水下。

5、将绳索通过固定工具收紧于船体前后及内侧。

多波束支架安装流程

多波束支架安装过程示意图



STEP 3

多波束仪器安装


1、安装好定位定向天线,取出甲板单元安置在适当位置并接入电源线。

2、将水下单元的数据线与定位定向天线数据线接入甲板单元相应的数据接口(如有其他外接仪器一并接入甲板单元对应接口)。

3、将工作站电脑置于地面站,通过网线连接甲板单元。


多波束安装及下水流程



STEP 4

绘制流程制定


水底地形绘制流程图


 项 目 实 施


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八字校准

采集作业前,对多波束测深仪进行姿态校正。打开Norbit GUI多波束控制软件,依照软件提示,激活调整惯导系统,沿8字型航线顺逆流航行,直至姿态精度符合既定要求,通常为0.5°。校正结束后即可进行正式采集工作。期间保证GPS信号为固定解。

参数输入

使用米尺测量各硬件相位中心距离安装法兰中心的相对位置,输入软件。根据测区实际情况设置多波束测深仪的开角、深浅门限、频率。

数据采集

打开Qinsy多波束数据采集软件,选择与基站对应的工程参数,添加Norbit iWBMS硬件,编辑测区矩阵图形,添加计划航线,设置显示分辨率等参数。

循线航行

开始记录数据后,使船按照计划线路航行,并根据扫宽实时修正航线。

声剖测量

放入HSVP-1600声速剖面仪,矫正多波束声速。

测线检查

检查设计的采集路线是否已完成采集,漏采集的路线应及时补充采集。


水底地形绘制流程

数据采集界面

数据采集中




数 据 处 理 与 生 产


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1、打开Qimera软件,新建工程文件,选择记录的原始声呐文件进行逐一导入;声速剖面仪导出声速剖面文件后,在Qimera里选择导入。

2、新建动态表面,设置单元格尺寸大小。

3、使用Qimera 软件对所采集的原始数据进行后处理。选择需要进行处理的界面,依次进行一级、二级、三级编辑,从点、线、面,逐一删除多波束边缘杂波产生的噪点、飞点。

4、保存文件,将所处理的数据文件进行压缩处理,保存所处理的修正数据文件为指定格式。通常选择.xyz格式,后期可以转化为.dat格式文档,用于CASS等软件。

数据处理流程

地物尺寸(共3件)




项 目 成 果


多波束点云图中可以看见沉下的细小正

方体40×30正方体细节直观,纹路清晰

可见。

点云图中3种不同大小的物体

扫测盒子三维点云细节展示

河底微小地物的三维点云全景展示




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