某型科考船多波束基座安装技术研究

全海深多波束是科考船重要的声学设备之一,安装在船体底部平坦区域,用于全海洋海底地形和地貌探测。多波束系统庞大、结构复杂、基座安装精度要求高。文中结合某科考船实际多波束加装工程,立足于基座高精度安装需求,从基座设计、建造和现场安装等三个方面对多波束基座安装技术展开讨论。总结得出的相关工序、工法等满足该船多波束基座的高精度安装要求,有力保障了该项目的顺利实施,并可为类似船型相关设备的设计、安装提供参考。     

水下测量技术在航道疏浚工程中的应用研究

为准确获取航道水文特征和通航条件,更新积累不同时期、不同水位的河床演变及航槽变化情况,保障船舶安全快捷航行,本文在阐述水下地形测量方法、水下地形测绘作业方式,对比传统与新扫测技术方法的基础上,以广东省韩江高陂水利枢纽工程航道疏浚工程为实例依托,利用便携式多波束测量无人船开展航道硬式扫床测量工作,结果发现：本次扫床测量范围内,航道内未发现浅点,水下航道地形可满足安全通航条件。实践表明,便携式多波束测量无人船作业效率高、受地形环境限制较小、扫测结果较精准的优势,可满足项目工期及特殊作业环境需求。     

“空地水”一体化测绘技术在航道测量中的应用

航道测量主要包括RTK陆上地形测量、单波束水下地形水深测量等,测绘成果通常只能以坐标点、矢量线形式体现在图纸上,无法获取测区直观的影像资料,并且受现场测量技术和条件的制约,在测区较大、通航或施工繁忙等情况下,难以保证水上水下测量的时效性、一致性和完整性。结合无人机低空摄影测量、高精度单机RTK定位、三维激光与影像扫描、多波束扫测及单波束测量、无人测量船综合应用等多种高新测绘技术,研究了适用于长江航道的多平台、多方位协同采集与多源数据融合处理的作业方式,对所获取的各种数据的类型、格式、数据量等,依据统一的数据标准进行融合及加工,以用于数据融合展示与分析,并基于该作业方法开发了一套可满足各种航道测绘的多源数据融合处理及成果可视化展示平台。研究结果表明,该多波束测深精度达到0.3 m,激光点云的平面精度和高程精度均达到0.4 cm,达到了规范要求的精度水平。     

一种内河船舶吃水检测系统设计

船舶在通过船闸和升船机等通航设施时因超吃水会导致安全事故,目前常见的船舶吃水检测方法均存在弊端,无法满足检测需求。结合超声波衍射原理,设计一种基于侧扫单波束阵列的吃水检测系统,详细介绍该系统的组成及功能,并在葛洲坝船闸进行安装和测试。结果表明,该系统具有水质适应性强、易于安装、维护方便等优点,能够有效检测船舶动态吃水,测量值与实际核实吃水值的标准差小于0. 086 m,对过闸船舶具有一定的预警作用。     

三维地面模型测量技术在水运工程中的应用

码头、航道等水运工程的三维设计、BIM设计需要更精细的、直观的、全覆盖的三维地面模型。利用多波束测深技术、无人机航测技术和三维激光扫描技术采集高精度的测量点云数据,基于AutoCAD、Civil 3D等软件平台,建立高精度、直观的三维地面模型的技术方案,结合工程实例进行论证分析。结果表明,从陆域到水域再到局部重点建构筑物三维测量内外业技术解决方案合理、效果显著,能较好地满足三维设计、BIM设计等要求,具有较高的应用和参考价值。     

基于卡尔曼滤波的地形辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCp算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯导系统为例,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计,取得了较好的效果。     

水下地形辅助导航新方法仿真

水下地形辅助导航是水下运载体导航定位技术研究的关键技术之一。传统的水下地形辅助导航采用回声测深仪,导航定位精度低,有时甚至失效。本文将多波束测深引入水下地形辅助导航,将水深映射为灰度值,利用快速傅立叶变换将输入灰度图从空间域变换为频率域。先采用相位相关技术进行粗匹配,再采用图像Hu不变矩特征进行精匹配,实现导航定位。对基于不同实验获取的实测海底地形图、惯性导航数据、DGPS数据以及多波束实测数据进行了实验室仿真。仿真结果表明,新方法可以极大地提高水下地形导航定位精度,使INS误差降低到原误差的15%以内,尤其是在INS初始误差较大时(小于3 km)导航定位精度改进更好。     

科考船多波束导流罩线型CFD分析方法与试验验证

针对于科考船多波束导流罩设计和船体线型设计缺少关联分析的主要问题,介绍了一种科考船导流罩线型与船体线型一体化CFD分析方法,综合考虑实船航行过程中船体型线和导流罩型线之间的相互影响。根据这种分析方法,分别对导流罩和船体组合线型的阻力性能和防气泡性能进行了CFD预报,并进行了船模试验。两者吻合良好,验证了此种CFD分析方法的工程实用性。     

国产多波束系统在海上失事船只探测中的应用

实现多波束测深系统的国产化,是我国在海洋勘察、探测设备制造领域的重要任务。中船重工第七一五研究所自主研制成功一套多波束测深系统,并装备于海事巡逻船,通过一个实例论述了利用该系统实现失事船只探测的技术流程,同时,也完成了对浙江台州三门湾某海域的地形测绘任务,测绘结果表明,我国自主研制的多波束测深系统性能已接近国际先进水平,具备了执行海洋勘察、地形测绘等任务能力。最后,展望了综合利用多种国产海洋仪器装备和具有自主知识产权的技术手段,来实现海事应急探测任务的未来发展方向。