多波束系统在天津港航道疏浚验收中的应用

　　随着国家经济建设的加速,港口建设迅猛发展,港口航道疏浚工程也成为港口发展中的一个重要部分,因为航道是港口的咽喉,因此对航道疏浚的验收测量非常重要。如何客观、真实的了解航道疏浚情况,掌握航道的水下现势地貌等,便是摆在每个测量工作者面前的技术关键。多波束系统的应用,改变了传统测量手段的效率低、质量差等不足,以其高精度、全覆盖、高效率等优势,为疏浚工程验收提供了高效可靠的服务。

　　1 系统应用

　　本院自2003年引入8125多波束系统以后,立即着手组织技术力量对该系统进行学习研究,了解系统原理及操作,并前往舟山等单位进行学习交流,迅速组建一支多波束技术队伍。在2004年天津港十五万吨级航道竣工验收项目中,我院测量人员采用多波束系统对本项目进行检测,在单波束检测满足设计要求区域,多波束测量友发现部分漏测浅点,我方将检测结果及浅点范围提供建设方和施工方,并经施工方确认该浅点确实存在。多波束的全覆盖、高精度优势保证了本项目的合格验收并达到零浅点。随着天津港的建设发展,天津港主航道也由几年前的十五万吨级发展建设到二十万吨级、二十五万吨级,我院也以公正、优质的服务一直作为第三方对天津港的航道疏浚工程进行验收检测。多波束系统的应用,保证了航道疏浚验收测量的高质量和高精度,为航道合格竣工及安全通航提供了保障。

　　2　系统作业过程

　　2.1 设备安装

　　将多波束换能器固定在船舷稳定部位,并远离机器等噪音源,换能器要超过船底,安装杆不能太细,要在尽量靠近水面的位置设置固定点。Octans要尽量放在船的重心位置,以减少仪器补偿中的误差。如无法装在重心位置也要尽量与中轴线平行,因为罗经提供按自己方位确定的方向角,如果罗经和船的方位不一致,则罗经给出的方向角不能代表船的航向角。Octans同时能够同时输出方位和运动姿态数据,主要包括横摇roll,纵摇pitch,方位Yaw以及Heave。DGPS要安装在固定且没有遮挡物的位置,保证能够更好的接收定位信息。设备安装后,要定义船体坐标系,定义坐标系的参考点VRP,最好将VRP定义在船体的重心,并测量GPS天线、8125换能器、光纤罗经、水线相对于参考点VRP的坐标位置,测量各项设备相对于船的重心位置的偏离值,并输入保存在项目设置文件中。

　　2.2 仪器校准

　　由于在换能器安装时无法保证其方位,故换能器实际方位与OCTANS测量值存在一定偏差,在数据后处理及位置归算时需要将此偏差进行改正。一般仪器校准主要包括:GPS延迟误差的校准(Latency)、横摇安装误差的校准(Roll)、纵摇安装误差的校准(Pitch)以及船艏向安装误差的校准(Yaw)[2]。