iBeam 8120浅水多波束测深系统在大坝安全监测领域的利用--永乐高60net水文水利监测解决规划

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iBeam 8120浅水多波束测深系统在大坝安全监测领域的利用


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项目布景

由于受2008年汶川大地震的影响,某大坝上游束水墙受到了分歧水平的粉碎。受客户委托对束水墙铺盖的变形情况进行监测,并与上次的监测数据进行对比、分析,正确相识其可能对大坝安全造成的影响。

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测区卫星图

痛点分析

为了实现对束水墙的正确评估,本项目必要获取高精度和高密度的水下点云数据。但是现场部门扫测区域位于坝体下方,卫星信号弱,GNSS接管机难以定位。这些难点是传统定位设备共同单波束或者多波束测深仪难以克服的。同时,基于现场作业前提的限度,要求在半天内实现丈量工作,这对人员的专业性和设备的不变性提出了更高要求。


执行规划

针对本项目要求,我司选择iBeam 8120浅水多波束测深仪(下称iBeam 8120)、iPos MS11高精度惯性组合导航系统(下称iPos MS11)、HiMAX多波束采集后处置软件的组合作为这次扫测的最优解决规划。所选设备均由永乐高60net自主研发,占有齐全自主知识产权。

规划中,iBeam 8120拥有最高512个波束,分辨率高;60Hz最大ping率可保障在较高航速下的数据密度,节俭丈量功夫,提高作业效能。

iPos MS11选取深耦合算法,将惯性导航和GNSS导航信息有机融合,保障了GNSS失锁等复杂环境下的精确导航。

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作业过程

1.设备装置

凭据现场前提和作业需要,iBeam 8120选取了侧舷装置,具体装置如下图所示。

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2.航路布设

凭据现场情况以及指标物走向,选取了平行指标物扫测的航路规划。航路距离指标物由远及近,每条航路维持肯定的距离,保障指标物两侧扫测的齐全性。最后垂直于指标物进行扫测,从而保障指标物顶部数据的齐全性。其他区域扫测线间距按现实水深数据面区域覆盖50%布设的要求进行规划。


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▲航路规划图

 

 

3.数据采集

通过实时2D/3D格网水深显示,客户能够实时观察水下地形和特点物,也能够通过工具实时量取指标物尺寸。

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▲软件采集成效


4.数据处置

HiMAX多波束采集后处置软件占有半自动校准职能,支持条带编纂、剖面编纂、点云编纂、切片编纂等多种编纂方式,且占有丰硕的滤波方式能大幅降低数据处置功夫,提高工作效能。

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▲半自动校准界面

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▲条带编纂界面

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▲切片编纂界面




成就展示

凭据水下多波束扫测数据能够观察得到:除上游束水墙与闸墩相连段情况较好,无显著变形表,其他段均存在显著的变形和位移,如下图所示。

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▲指标物扫测整体成效图

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▲指标物扫测细节成效图

在测区随机拔取剖面能够看到,即便水下地形复杂多变,iBeam 8120仍能展示出多的高精度测深机能,条带的美满拼接,更能反映其优良的测深精度,如下图所示。


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▲测区剖面图

从内切合精度汇报能够得知,在IHO S44特等精度尺度下,达到98.44%的通过率,齐全满足IHO特等精度尺度和《水运工程丈量规范》的要求,如下图所示。

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▲内切合精度汇报

 

同时,分析处置的水下多波束扫测数据得出:上游束水墙第一段与闸墩相连段,情况较好,无显著变形;第一段与第二段显著错开,交角大角为171.98°,较上次监测增长0.43°,错位距离从0m到2.79m;第二段与三段显著错开,交角大角为162.99°,较上次监测增长0.91°,错位距离从0m到5.85m;第三段与第一段耽搁线交角大角为171.01°,较上次监测增长0.58°,如下图所示。

 

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▲各段束水墙间交角图                                       ▲束水墙位移角度图


项目总结

通过对束水墙扫测了局的分析,在面对复杂的水域环境时,iBeam 8120与iPos MS11的美满组合能够获取高分辨率、高精度的水深数据,并且能急剧高效地实现大坝灾后监测工作,得到了客户的充分认可。

本次扫测证明,iBeam 8120拥有较高的测深分辨率和测深精度,齐全适应GNSS失锁等复杂环境下丈量,测深精度切合IHO S44特等尺度和《水运工程丈量规范》要求。


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