一種實時檢測軟體排沉放位置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水利施工測量技術(shù)，尤其是涉及一種實時檢測軟體排沉放位置的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 河道堤岸崩塌、灘槽沖淤、航道移位等是河床演變最普遍的現(xiàn)象，對水利工程防護(hù) 和航道整治都具有重要的影響。在航道整治工程中，在岸坡和灘面鋪設(shè)軟體排以減少岸、灘 沖刷，穩(wěn)定河床和航道是工程整治的重要措施。
[0003] 根據(jù)施工機具的能力，軟體排的寬度一般為20m，長度則依據(jù)需要防護(hù)的范圍而 定。在鋪設(shè)過程中，一般是希望將排體平整地鋪設(shè)在河床上，兩塊軟體排之間搭接3m左右， 以產(chǎn)生更好地防護(hù)效果。
[0004] 當(dāng)水流流速較快、水深較大時，軟體排在著床過程中會漂浮擺動，甚至翻卷，不易 沉放到設(shè)定的位置。所以在軟體排沉放后需要檢測其具體位置，為鋪設(shè)下一個排體提供依 據(jù)?，F(xiàn)有的檢測方法主要有兩種：其一是采用側(cè)掃聲吶對河床進(jìn)行掃描，得出施工區(qū)的地 形，再判斷軟體排的位置。由于水流渾濁、地形復(fù)雜、掃描精度等因素的影響，此方法較難檢 測出軟體排的準(zhǔn)確位置，此外，側(cè)掃聲吶的成本較高，操作也很復(fù)雜。其二是由潛水員直接 潛入河床探測，此方法不易進(jìn)行測點定位，且具有一定的危險性，成本也較高。
[0005] 故如何設(shè)計一種操作簡單，成本低廉，可行性好，精確度高的軟體排沉放位置檢測 技術(shù)，成為本領(lǐng)域人員有待考慮的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種操作簡 單，成本低廉，可行性好，精確度高的實時檢測軟體排沉放位置的方法；以能夠快捷準(zhǔn)確地 獲取軟體排沉放位置，為后續(xù)沉排提供依據(jù)，保證軟體排沉排效果。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案： 一種實時檢測軟體排沉放位置的方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 在軟體排沉放之前在排體邊緣設(shè)定檢測點，并在檢測點安裝定位環(huán)，采用牽引繩可 拉動地穿過定位環(huán)并連接形成繩環(huán)，繩環(huán)整體長度超過水深并在繩環(huán)上端連接浮體； b、 獲取一套包括一個基站和三個移動站的GPS定位系統(tǒng)，在沉排作業(yè)區(qū)岸邊上方開敞 的位置架設(shè)所述基站，測定基站的三維坐標(biāo)；在測量船上安裝所述三臺移動站，三臺移動站 為呈三角形布置在同一水平面，基站與移動站無線通訊連接； c、 獲取一個超聲波發(fā)射傳感器(優(yōu)選采用大功率、大發(fā)散角的超聲波發(fā)射傳感器),和 三個超聲波接收傳感器組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，三個超聲波接收傳感器分別設(shè)置于三臺移 動站的正下方固定高度位置處；（用于接收超聲波傳感器寫好并計算得到超聲波傳感器與 對應(yīng)GPS移動站的距離。） d、 軟體排沉排過程中，當(dāng)檢測點沉入到河床后，浮體浮于河面，需要檢測時，靠上述測 量船行至浮體位置獲取到繩環(huán)，將超聲波發(fā)射傳感器安裝固定在繩環(huán)上，然后拉動繩環(huán)使 得超聲波發(fā)射傳感器下行到定位環(huán)位置后定位； e、 從測量船向超聲波發(fā)射傳感器發(fā)送啟動指令，超聲波發(fā)射傳感器工作發(fā)出信號，由 三個超聲波接收傳感器接收并測出超聲波到達(dá)的傳播時間，根據(jù)(溫度修正的）水聲速計算 每個超聲波接收傳感器距超聲波發(fā)射傳感器的距離，同時由移動站的信息確定三個超聲波 接收傳感器的三維坐標(biāo)，經(jīng)空間坐標(biāo)解譯即得出超聲波發(fā)射傳感器的三維坐標(biāo)即得到檢測 點的空間位置；（實施時，可以將測量船在一定范圍內(nèi)移動，經(jīng)多次檢測和誤差校正，最后得 出此發(fā)射傳感器的準(zhǔn)確坐標(biāo)，即沉排測點的三維坐標(biāo)） f、 一個檢測點測量完成后，可以拉動繩環(huán)收回發(fā)射傳感器，同時剪短繩環(huán)可以拉取收 回繩環(huán)，換下一個檢測點繼續(xù)進(jìn)行上述檢測，得出排體邊緣各檢測點的準(zhǔn)確坐標(biāo)后，連線即 得出排體的邊緣線，完成軟體排沉排位置檢測。（實施時靠本方法測定出前后兩個沉排的相 對位置，即可以為下一個沉排的鋪設(shè)提供依據(jù)；同時將定位環(huán)固定在沉排的任何位置，則可 以測量沉排任何位置的三維坐標(biāo)。實施時還可以在每個沉排下游邊緣和排尾留幾個浮球， 以利工程驗收測量。）。
[0008] 作為優(yōu)化，a步驟中，牽引繩優(yōu)選采用不銹鋼航空鋼絲繩，其質(zhì)量更加可靠。
[0009] 作為優(yōu)化，a步驟中，浮體可優(yōu)選采用汽車輪胎、游泳圈等，其作用是牽引鋼絲繩環(huán) 套至水面。這樣可以廢物利用，節(jié)省成本。
[0010] 作為優(yōu)化，d步驟中，超聲波發(fā)射傳感器安裝在一密閉容器中，密閉容器尺寸大于 定位環(huán)內(nèi)徑，靠密閉容器和繩環(huán)的連接完成超聲波發(fā)射傳感器的安裝，在拉動繩環(huán)過程中 拉不動時判斷超聲波發(fā)射傳感器已經(jīng)下行到定位環(huán)位置。這樣，可以更加利于密封防水，且 方便判斷超聲波發(fā)射傳感器是否下行到位。進(jìn)一步地，所述密閉容器的下端重力大于上端， 其上端為非金屬材質(zhì)且具有一空腔，所述超聲波發(fā)射傳感器安裝在密閉容器內(nèi)部下端且超 聲波發(fā)射傳感器的信號發(fā)射端向上位于空腔內(nèi)，密閉容器的下端外部和繩環(huán)固定連接；這 樣可以保證傳感器始終處于發(fā)射端向上的狀態(tài)，保證信號的傳輸并降低檢測誤差。
[0011] 綜上所述，本發(fā)明能夠快捷準(zhǔn)確地獲取軟體排沉放位置，為后續(xù)沉排提供依據(jù)，保 證軟體排沉排效果；同時具有操作簡單，成本低廉，可行性好，精確度高的優(yōu)點。
[0012]
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明實施時的立面布置示意圖； 圖2為本發(fā)明實施時的平面布置示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]
【具體實施方式】： 如圖1-圖2所示，一種實時檢測軟體排沉放位置的方法，其特點在于，包括以下步驟： a、 在軟體排沉放之前在排體邊緣設(shè)定檢測點，并在檢測點安裝定位環(huán)，采用牽引繩(優(yōu) 選采用不銹鋼航空鋼絲繩）可拉動地穿過定位環(huán)并連接形成繩環(huán)，繩環(huán)整體長度超過水深 并在繩環(huán)上端連接浮體；（浮體可采用汽車輪胎、游泳圈等，其作用是牽引鋼絲繩環(huán)套至水 面。） b、 獲取一套包括一個基站和三個移動站的GPS定位系統(tǒng)，在沉排作業(yè)區(qū)岸邊上方開敞 的位置架設(shè)所述基站，測定基站的三維坐標(biāo)；在測量船上安裝所述三臺移動站，三臺移動站 為呈三角形布置在同一水平面，基站與移動站無線通訊連接； C、獲取一個超聲波發(fā)射傳感器(優(yōu)選采用大功率、大發(fā)散角的超聲波發(fā)射傳感器),和 三個超聲波接收傳感器組成局部坐標(biāo)測量系統(tǒng)，三個超聲波接收傳感器分別設(shè)置于三臺移 動站的正下方，優(yōu)選為相同是固定高度位置處，（用于接收超聲波傳感器寫好并計算得到超 聲波傳感器與對應(yīng)GPS移動站的距離。） d、 軟體排沉排過程中，當(dāng)檢測點沉入到河床后，浮體浮于河面，需要檢測時，靠上述測 量船行至浮體位置獲取到繩環(huán)，將超聲波發(fā)射傳感器安裝固定在繩環(huán)上，然后拉動繩環(huán)使 得超聲波發(fā)射傳感器下行到定位環(huán)位置后定位；（超聲波發(fā)射傳感器安裝在一密閉容器中， 密閉容器尺寸大于定位環(huán)內(nèi)徑，靠密閉容器和繩環(huán)的連接完成超聲波發(fā)射傳感器的安裝， 在拉動繩環(huán)過程中拉不動時判斷超聲波發(fā)射傳感器已經(jīng)下行到定位環(huán)位置；進(jìn)一步地，所 述密閉容器的下端重力大于上端，其上端為非金屬材質(zhì)且具有一空