隨著(zhu)“一帶一路”、長(chang)江(jiang)經濟帶和長(chang)江(jiang)中游城市群等國家戰(zhan)略的(de)深(shen)入(ru)實施(shi)，三(san)峽航(hang)運需(xu)求日益增長(chang)，因此(ci)維護(hu)航(hang)道的(de)安全(quan)(quan)和暢通(tong)至關重要(yao)。為(wei)此(ci)，相關部門需(xu)要(yao)定期開展三(san)峽庫區航(hang)道水(shui)(shui)下地(di)(di)形(xing)測繪工(gong)作，以摸(mo)清水(shui)(shui)下地(di)(di)形(xing)情(qing)況，保(bao)障航(hang)道安全(quan)(quan)暢通(tong)。多波束測深(shen)儀(yi)因具備大掃寬、高精度、全(quan)(quan)覆蓋等優勢(shi)成(cheng)為(wei)當下水(shui)(shui)下地(di)(di)形(xing)測繪的(de)主流裝備。

本次測區為三峽庫(ku)區某段航道，水深(shen)在50-180米不(bu)等，水下地(di)形變化較(jiao)大(da)，多陡峭(qiao)地(di)形。為準(zhun)確掌握該段航道的水下地(di)形情況，現(xian)場技術人員(yuan)使用iBeam 8140P多波束測深(shen)系統開展(zhan)水下地(di)形測繪工作。

▲測區航道

由于長江三(san)峽航(hang)(hang)(hang)段分為壩上庫區(qu)航(hang)(hang)(hang)段、兩壩間急流(liu)航(hang)(hang)(hang)段和壩下(xia)天然航(hang)(hang)(hang)段三(san)段梯級航(hang)(hang)(hang)道(dao)，連(lian)續最(zui)大落差達140米，加上特有的“四灘一(yi)(yi)彎一(yi)(yi)關”之險，被世界公認為最(zui)復(fu)雜的通航(hang)(hang)(hang)環境，這給(gei)航(hang)(hang)(hang)道(dao)水(shui)下(xia)地形測繪帶來了挑(tiao)戰。

iBeam 8140P是(shi)中海達自主研發的一款小型化(hua)便(bian)攜式多波束測深(shen)系(xi)統(tong)，換(huan)能器(qi)集(ji)成高(gao)精(jing)度(du)慣性導航系(xi)統(tong)和表面聲速儀，具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的水深(shen)分(fen)辨率(lv)和測深(shen)精(jing)度(du)；單(dan)條帶(dai)有(you)效(xiao)覆(fu)蓋角度(du)從(cong)30~150°在線(xian)可(ke)(ke)調，工(gong)作模(mo)(mo)式可(ke)(ke)選(xuan)等(deng)角、等(deng)距、高(gao)密(mi)度(du)模(mo)(mo)式，適應(ying)不(bu)同環境；高(gao)度(du)集(ji)成化(hua)設計以及(ji)重(zhong)量不(bu)到6公斤的換(huan)能器(qi)，方便(bian)運輸和安裝，為應(ying)急測量提供了便(bian)利。

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設備安裝

iBeam 8140P多波束(shu)測(ce)深系統的(de)(de)換能(neng)器安裝(zhuang)(zhuang)在距(ju)船(chuan)(chuan)首1/3處的(de)(de)左舷上(shang)，以(yi)避(bi)開船(chuan)(chuan)舶(bo)螺旋槳的(de)(de)干擾。同時換能(neng)器要保(bao)持(chi)適當(dang)的(de)(de)吃水深度，以(yi)遠離氣泡層(ceng)和紊流層(ceng)的(de)(de)影響(xiang)。此外(wai)，將GNSS天(tian)線安裝(zhuang)(zhuang)在船(chuan)(chuan)頂(ding)上(shang)，以(yi)提高信號接收質量(liang)，減少(shao)船(chuan)(chuan)體和其他(ta)設備(bei)的(de)(de)干擾。

▲GNSS天(tian)線(xian)安裝

▲換能器(qi)安裝

航線布(bu)設(she)

 主測深(shen)線(xian)(xian)布設方向按工程的(de)(de)需要選擇平行于等深(shen)線(xian)(xian)的(de)(de)走向布設，主測深(shen)線(xian)(xian)的(de)(de)間距不大于測深(shen)寬度(du)的(de)(de)50%。

數(shu)據(ju)采集

數據采(cai)集(ji)使用HiMAX多波束采(cai)集(ji)后(hou)處理軟(ruan)件，采(cai)集(ji)界面實時2D/3D格網水深渲(xuan)染，方便客戶直觀了解水下地形情況。

▲軟(ruan)件實時采集效果

數(shu)據后處理

現場使用HiMAX多波(bo)束采(cai)集后(hou)處理軟件，按潮位(wei)改正、聲(sheng)速(su)改正、條帶編(bian)輯(ji)、剖面編(bian)輯(ji)等步驟進行數(shu)據(ju)后(hou)處理，最(zui)后(hou)輸出(chu)點(dian)云數(shu)據(ju)。

通過選取測區內一段最大水深(shen)180米，地形(xing)變化大的航道掃測成果可知，iBeam 8140P多波束測深(shen)系統(tong)在(zai)大水深(shen)和復雜地形(xing)條(tiao)件下(xia)表(biao)現了出色的底(di)跟(gen)蹤效果，見(jian)下(xia)圖所示(shi)。

▲測區整體效(xiao)果圖

▲水下陡坡(po)地形掃(sao)測效(xiao)果圖

▲大水深(shen)陡坡地形掃測(ce)效果圖

▲大水深復雜地形(xing)掃測效(xiao)果圖

同時，通過選(xuan)取測(ce)(ce)(ce)區內一段最高90°陡峭地(di)形(xing)(xing)的(de)航(hang)道掃測(ce)(ce)(ce)成果可(ke)知，iBeam 8140P多(duo)波束測(ce)(ce)(ce)深系統(tong)在(zai)垂直地(di)形(xing)(xing)下底跟(gen)蹤也十分穩定(ding)，幾乎無噪點，見(jian)下圖所示。

▲測區(qu)整(zheng)體效果圖

 ▲垂直地形掃測(ce)效(xiao)果圖1

▲垂直地(di)形(xing)掃測效果圖(tu)2

▲垂直地形掃測效(xiao)果圖3

通(tong)過對(dui)峽谷內(nei)檢(jian)查線的(de)內(nei)符合精(jing)度分析(xi)可知(zhi)，內(nei)符合精(jing)度高達99.43%，完全(quan)滿足IHO S44超等標(biao)準和《水(shui)運工(gong)程測量(liang)規范》要(yao)求(qiu)。

▲內符(fu)合精度報(bao)告

通(tong)過對此(ci)次三峽(xia)航道掃測(ce)結(jie)果的(de)(de)詳細分析，證(zheng)明了iBeam 8140P多波束測(ce)深系統(tong)無(wu)論是在大水深還是復(fu)雜(za)地形環境下(xia)，都能提(ti)供精(jing)確、可靠(kao)的(de)(de)測(ce)量成果，為航道維護整(zheng)治工作提(ti)供重要的(de)(de)數(shu)據支(zhi)撐(cheng)，幫助(zhu)相關部門做出正(zheng)確決策，確保長江(jiang)航道的(de)(de)安(an)全(quan)暢通(tong)。

此(ci)外，iBeam 8140P多波(bo)束(shu)測深系統因體積小、重(zhong)量(liang)輕、高度集成(cheng)、免校準(zhun)等特點，使其(qi)具備快速(su)轉場，快速(su)測量(liang)，操作簡單等優勢，為航(hang)道(dao)應急(ji)測量(liang)提供了新利器。