无人船测量系统在河道水下地形测量中的应用

2021-04-10李松勤

工程技术研究 2021年14期

关键词：测量船无人基站

李松勤

深圳市水务工程检测有限公司，广东深圳 518000

当前，水下资源被发现和应用的程度相对较低。为了更好地推动社会的发展，有必要加强对水下地形的勘探工作，所得勘测结果可以为水电资源开发、抗洪抢险等工作奠定基础。为此，施工人员应更新理念，不断应用新技术，完善智能无人船测量系统的应用要点。

1 无人船测量系统的基本特点和应用情况

1.1 基本特点

目前，在进行水下地形测量时，常常会应用到无人测量船，这是现代社会高科技发展和信息化水平提升的结果，并且随着实际需求的变化，无人测量船技术水平不断提升。无人测量船不但成本较低，而且安全性能较高，能够降低安全事故发生的概率，同时测量船的灵活性高，体积较小，能够放置高精度传感器、通信设备等相关设备，具有便携的优势，能够及时、有效地获取所需要的信息，从而确保整体作业的全面性等。无人船测量系统适用性强，不仅能在各种类型的水域进行作业，还能避免碰撞障碍物，更加智能化和灵便性。在某些环境条件较复杂的水域，利用智能无人测量船能够提高工作效率，且能够更加有针对性地应对水深、拐弯多的水域。此外，智能无人测量船配备的专业测深模块具有精准性强、专业化程度高等优点，无论是浅水域还是深水域，都不会对其产生影响，反而能够发挥其自身优势，获取更加准确、全面的信息数据。同时，利用人工操作或者遥感控制技术等，可以实现对水下地形测量工作的有效管理，避免出现测量时完全机械化的情况，从而确保测量数据符合实际需求。

1.2 应用情况

（1）岸基础控制系统单元。岸基础控制系统单元的组成部分包括基础性通信控制系统、PC机、基站等，是无人测量船的核心部分，当智能无人测量船进行作业时，通过相关设备能够实现信息数据的沟通和共享，从而确保数据及时被传输和接收。

（2）探测船。探测船的结构包括船载主控系统、基础电源、推进器、测量控制器、无线传输系统及船体等，在面对不同的水域时，探测船的船体可据此进行有针对性的设计，包括材质、船体重量等。在设计船体系统时，可通过多种手段不断提高水下地形测量的精准度，包括对测深系统、侧扫声呐系统等的实际应用，从而确保探测船能够完成预定任务。

2 智能无人测量船在河道水下地形测量中的应用要点

2.1 合理选择无人测量船型号

在对某一河道进行水下地形测量时，可利用船体宽度为1.1m，总长度1.8m，吃水程度为0.2m的集成化三体船型，这种无人船测量的遥控距离可达2km，航行速度为2m/h。这种条件的无人测量船通常能连续工作6h，当其在平稳的海上航行时，能够抵挡三级海浪、五级海风的情况。该无人测量船的原材料一般为强度高、重量轻的玻璃钢，当与外部环境发生碰撞时，其所受的影响较小。在安装船体系统时，采用CCD相机、侧扫声呐系统等，利用机器人智能系统对其进行控制，能使其在不同环境下及时获得相关信号、定位，从而保证符合安全运行的标准。

2.2 建立实地勘探和遥感影像参数体系

智能无人测量船的操作人员应当提高对相关技术的重视程度，结合具体需求和设备的运行情况，搭建更完备的实地勘探、遥感影像参数体系，并且要按照操作情况，明确断面基础间距，在河道出现大拐弯时，需要设置相关的断面结构，这个间距应当保持在50m的范围内，并根据相关规则要求，确定断面的数量、参数等信息。

2.3 有效处理岸基系统基站位置

为了保证智能无人测量船的应用效果，需要在保证其能够及时连接控制单元的前提下，不断明确岸基系统的基站位置，从而实现信息传输的有效性。同时，需要设定一个基站管理位置，最好设定在无人测量船和基站之间，从而确保操作人员能够及时进行信息传输，并据此得到相关数据和结果，因此在对河道水下地形进行测量时，应重点关注无人测量船具体元件方面的内容。

2.4 搭建智能化工作平台

通过搭建智能化工作平台，能够及时应对测量工作中可能出现的情况，从而确保任务顺利完成。为了实现数据资料的共享，有必要在基站操作人员以及无人船之间畅通沟通机制，从而保证数据的有效传输，同时可利用对讲机进行沟通和交流。在实际作业时，可能会受到多种因素的影响，一旦出现自动航线测量工作无法顺利进行的情况，需要通过手动遥控的方式对水域进行测量，从而完成相关作业。

2.5 开展水下地形测量

为了确保无人测量船根据预设目标进入特定区域进行作业，可事先通过对GNSS设备的连接完成测点、测深等任务。需要事先标明检查线、主测深线的位置，检查线需要构筑在河道上，保证其长度超过主测深线，并且位置与其垂直。在无人测量船进行作业时，要确保主测深线、检查线交叉位置高度差保持在一定范围内，通常不能超过0.2m的标准值。在测量水下地形时，应当明确当天的风力情况，尽量在六级风力之下进行作业。相关工作人员可利用设备对河面、水流等进行测量，并且要保证事先设置的计划线与水流保持垂直。另外，在无人测量船进行作业时，应当保证船只的速度、方向等，对船只进行精准定位，使其保持匀速作业，防止出现过多摆动的情况。同时，应当控制好风浪的大小，尽量降低风浪过大的影响。如果风浪太大，可利用探测仪的反映进行控制，从而提高水下地形测量工作的精准性。在无人测量船进行水下地形作业时，相关工作人员不仅需要做好资料整理工作，还要对探测设备的相关信息和数据进行收集、整理，从而确保测量结果的有效性。

2.6 处理水下地形测量数据和绘图

在无人船测量系统的应用过程中，应关注水位是否合理。应借助相关软件，做好校正后数据的分析工作，从而在确保计算结果有效的前提下，对相关资料进行梳理和归纳。对测量资料进行分类时，应当做好前后对比工作，尤其是对清污前后水下地形情况的比对，并根据相关图纸信息，收集无人测量船的实际数据和结果，从而确保后期工作按照预定计划完成，保证测量结果的科学性和合理性。

3 优化无人船测量系统应用成效的具体策略

3.1 优化和升级技术控制体系

技术人员应注重提高智能无人测量船的工作效率，确保整体工作的实际效果，并不断对技术系统进行优化和升级，尤其是无人测量船的避障能力，这是保证无人测量船适用各种环境，确保其工作效率的有效路径。同时，应当考虑到无人测量船可能会出现视线干扰问题，尤其是在进行水下地形测量作业时，为此应当加大对探索原件的应用，从而避免在作业时发生碰撞，减少后续工作的安全隐患。

3.2 优化岸基系统

优化岸基系统能够实现与智能无人测量船的信息交换，从而达到对整个测量工作的整合和管理，因此应高度重视优化岸基系统的有效应用，不断提高其操作水平，从而在保证河道断面信息全面、有效、科学的前提下，实现对信息的采集。与此同时，应做好相关数据的传输工作，及时记录、分析传输过程中可能出现的新情况和新问题，并及时解决，从而使测量工作顺利完成。