内河航道水下障碍物检测与清除新技术研究-论文.pdf

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1、总第263期交通科技SerialNO．2632014年第2期TransportationScience＆，TechnologyNo．2Apr．2014内河航道水下障碍物检测与清除新技术研究殷志权(扬州市航道管理处扬州225003)摘要通过对江苏内河航道水下障碍物检测和清除现状的调研分析，结合现代技术的发展和内河航道管理的需求，以及内河航道数字化测量船的研究成果，提出了水下障碍物的检测思路，并对清障方案进行比较分析，推荐了比较合理的水下障碍物检测、清障实施方案。关键词水下障碍物检测清除声呐清障船内河航道清障扫床是保障航道安全畅通的重展，侧扫声呐软件及扩展模块等后处理

2、软件数据要手段之一，多年来，江苏平原地区航道清障扫床处理系统逐渐普及，至目前，所显示的数据不仅能工作仍然采用的是人工、简易的软式或硬式方法。够以各种形式在显示器上滚动显示、保存、回放，目前全省航道主要采用软式扫床方法，该方法作而且能依据用户自己的要求进行校正、处理，可以业流程是：采用2条小型机动驳拖动1条带铁坠更加清晰地显示所探测的水底情形。的软索沿航道两侧前进，依靠工人的手感来判别(2)合成孔径声呐(syntheticapertureSO—软索在水下是否触及障碍物，然后通过收拢软索nar，sAS)技术]。合成孔径声呐技术是利用声对障碍物进行定位，再用随行的抓斗船

3、或由潜水呐为雷达而开发的，以提高水下声呐成像的措施，员进行清障。这种方式存在的主要缺点是工作效该技术原理是利用一些实体小阵列的移动而合成率低、扫床质量得不到保证、经济效益差和安全隐一个大得多的阵列，因此可改善分辨率和信噪比。患大等。随着经济的发展、航道条件的改善以及2o世纪70年代，随着合成孔径_5雷达船舶的大型化，旧的扫床方式与航道管理现代化(SAR)技术的推广应用，合成孔径声呐理论也应的要求愈来愈不相适应，迫切需要研究开发一种运而生。进入9o年代后，美、欧等国相继开展了安全可靠、经济实用的全新扫床设施，实现水下障旨在开发具有高分辨率的用于海底测图的合成孔碍物的

4、高效检测定位、快速清障，同时结合航道管径声呐系统的研制。由欧共体资助的几家欧洲研理的现状和发展要求，努力使新式扫床器具集水究机构合作，成功地研制了ACID—SAS系统，并下障碍物检测、水下地形测量、小障碍物清除等于于1993年5月进行了海上试验。一体，全面提高航道养护管理的科技含量，为航道SAS利用目标回波信号的相位信息，重构目数字化管理打下基础。标声像，通过相干处理获得的横向(或方位)分辨率等于声呐阵的物理大小，它是当今分辨率最高1水下探测技术的发展现状的声呐技术，它在水中、地上和掩埋目标的探测中水下探测技术称为探测声呐技术。探测声具有广阔的应用前景。呐l2分为

5、侧扫声呐、测深侧扫声呐、合成孔径声(3)测深侧扫声呐(bathymetricside—scan呐、多波束声像声呐、浅底层剖面仪等。sonar，BSSS)技术。测深侧扫声呐的工作原理是(1)侧扫声呐(side—scansonar)的发展j。经声呐拖体的两侧装有2条以上的平行线阵，通过过几十年的发展，侧扫声呐由最初的单波束模拟线阵间的相位差测量海底的高度。BSSS可以同信号发展为多波束数字信号和合成孔径，其分辨时测量海底的地貌、地形。水中拖体处的噪声一率、量程和探测深度都有很大提高。特别是8O年般比船噪声低20dB，拖体在水中运动相当稳定，代2O世纪后期，由于计算机硬

6、件和软件的飞速发只需要价格低廉的姿态传感器补偿，因为声阵简单，所以测深侧扫声呐的价格比较低廉。收稿日期：20l40l一17BSSS的主要缺点是测量精度易受水声信道2O14年第2期殷志权：内河航道水下障碍物检测与清除新技术研究多途信号的干扰，国际上许多研究机构不断对其水勘测最为先进的测深设备。研究完善，克服了有关的多途干扰后，它的精度将2．2水下障碍物的发现和标定会有很大提高，达到IH()(国际航道局)的标准。水声呐测深系统外业采集航道河床数据，在(4)多波束测深声呐(multibeambathmatric后处理时对自动打包保存的原始数据进行解包，sonarsyst

7、em，MBSS)技术]。多波束测量是利对每条测线的绝对相位差图像进行纠正、处理。用同时发射和同时接收多个波束对水底进行条带同时，利用勘测时采集信号的侧振幅图像对水底式l7全覆盖测量的。几乎与测深侧扫声呐发展的的硬度和形态进行初步估计，再通过侧振幅图像同时，国际上于20世纪60年代后期开始研究和右侧的颜色刻度滑标来对图像颜色进行调整，即发展多波束测深声呐(MBsS)技术。它采用常规可把水下障碍物同河底其他信号准确地区分开的延时、加权、求和的波束形成技术，俗称幅度法，来，从而发现水下障碍物。被发现的水下障碍物只能在±32。内测量海底地形。至20世纪80年用“目标物标示

8、”