本技术涉及海洋地球物理探测领域，尤其涉及一种海底地貌侧扫声呐测量系统及方法。
背景技术：
1、目前，对于海上高精度测量作业来说，由于海上浅水测量具有技术要求高、测量环境复杂等特点，如海底地貌侧扫声呐测量。因此，针对海底地貌侧扫声呐测量，需要采用专门的设备和方法予以解决。
技术实现思路
1、本技术提供一种海底地貌侧扫声呐测量系统及方法，能够有效提升侧扫声呐拖鱼作业时数据采集的稳定性与可靠性。
2、本技术的实施例提供了一种海底地貌侧扫声呐测量系统，包括工作船、侧扫声呐采集系统、侧扫声呐拖鱼、铠装电缆、电动绞车、船尾a架、环形配重、浮球、水下定位系统、导航定位系统和发电机。侧扫声呐采集系统安装在工作船。侧扫声呐拖鱼置于海水中。铠装电缆连接侧扫声呐拖鱼和侧扫声呐采集系统。电动绞车安装在工作船，并供铠装电缆缠绕，电动绞车用于通过收放铠装电缆控制侧扫声呐拖鱼在海水中的离底高度、姿态和海水中的空间位置。船尾a架安装在工作船，并支撑铠装电缆，船尾a架用于决策电动绞车的收放角度。环形配重连接在铠装电缆，并置于海水中，环形配重用于向侧扫声呐拖鱼提供重力，增加侧扫声呐拖鱼吃水的深度。浮球连接侧扫声呐拖鱼，并置于海水表面，浮球用于标记侧扫声呐拖鱼的位置。水下定位系统安装在工作船，水下定位系统用于提供侧扫声呐拖鱼在海水中的水平位置。导航定位系统安装在工作船，导航定位系统用于提供水下定位系统的信标在海水中的水平位置和工作船的水平位置。发电机安装在工作船，并连接侧扫声呐采集系统、水下定位系统、导航定位系统，发电机用于为侧扫声呐采集系统、水下定位系统、导航定位系统提供电源。
3、本技术的实施例提供了一种海底地貌侧扫声呐测量方法，采用上述的海底地貌侧扫声呐测量系统，海底地貌侧扫声呐测量方法包括以下步骤：船舶航行测试。水下定位系统校准。水下定位系统信号测试。侧扫声呐离底高度测试。侧扫声呐校准。测线布设。走航测量。数据完整性检查。海底地貌数据处理分析。编制图件和报告。
4、在其中一些实施例中，船舶航行测试过程中，完成双高精度dgps导航软件的安装，并在导航软件hypack中设置船型参数及dgps偏移，形成两套dgps系统。同时启用两套dgps系统进行导航，记录打点轨迹。在作业区域布置东西向和南北向测线，东西向测线长度1.5km，间距50m，共3条，南北向测线长度1.5km，间距50m，共2条。通过导航软件的指挥按照测线在2-4节船速下保持±2m的偏航距进行跑线。对每条测线的偏移情况进行分析，出具对比报告。
5、在其中一些实施例中，水下定位系统校准过程中，依据多波束测试结果确定海底地形和测试区域。在拖鱼上或者距离拖鱼1m的电缆上安装信标。达到测量拖曳深度和长度后，进行水下定位系统系统检查，看数据是否正常，数据正常后，再检查信标提供给其他设备的位置信息是否正常，其他设备测量是否正常。调整不同缆长，进行信号稳定性和有效长度的测试。
6、在其中一些实施例中，水下定位系统信号测试过程中，依据多波束测试结果确定海底地形和测试区域。在拖鱼前部3m缆长处安装信标。达到测量拖曳深度和长度后，进行水下定位系统系统检查，看数据是否正常，数据正常后，再检查信标提供给其他设备的位置信息是否正常，其他设备测量是否正常。调整不同缆长，进行信号稳定性和有效长度的测试。
7、在其中一些实施例中，侧扫声呐离底高度测试过程中，依据海图确定海底地形和测试区域。1块配重2.5kg，共有25块，配重直接卡在缆上距离拖鱼5m位置处，信标绑扎在缆上距离拖鱼3m位置处。收放拖鱼，进行离底高度测试，控制离底高度在5m±0.5m，确定船速、缆长、配重位置数量，同时测试船舶走航过程中拖鱼姿态是否稳定。测试侧扫声呐数据是否正常。确保拖鱼离底高度控制在5m±0.5m，并确保拖鱼的姿态保持稳定。
8、在其中一些实施例中，侧扫声呐校准过程中，根据海图结果，找一处地形平坦，没有其他障碍物的位置。将一20kg金属重物放到海床上，从下至上依次连接信标、释放器、浮球，浮球高度距离海床2.5m。利用水下定位系统找到信标的位置，以信标的位置为中心，布置6条测线，其中，东西向3条，南北向3条，测线间距为5m，测线长度200m。船舶跑线测试，记录不同方向和测线的数据后进行尺寸、水平位置分析，并与已知数据进行对比分析。
9、在其中一些实施例中，测线布设过程中，测线间距为50-100m，在目标区域正上方进行加密测量，测线按照东西向或南北向布设。
10、在其中一些实施例中，走航测量过程中，拖鱼入水后，保持2-4节船速航行，船舶在测线尾部掉头的时候的转弯半径大于电缆的长度。在正式测量作业前，对侧扫声呐仪器进行gps连接调试，正确连接好仪器后，将拖鱼下水，然后分别采用不同的扫宽量程、tvg增益值和航行速度，并在工区测试选择最佳工作参数，记录各项参数与作业班报。
11、在其中一些实施例中，数据完整性检查过程中，测量完成后在sonarwiz软件检查测区范围的覆盖程度和数据质量，确保测区覆盖范围100％。
12、在其中一些实施例中，海底地貌数据处理分析过程中，将采集的地貌数据统一转换为通用的xtf格式，然后选择正确的坐标系统，对侧扫声呐数据进行水体移除、偏移量改正、倾斜改正、tvg调节。对每条测线测量的数据进行典型features识别标记，最后利用sonarwiz软件的镶嵌和数字化功能提取海底特征地貌和可疑目标坐标和尺寸。同时参考水声学中声波在海底不同介质中的反射、散射原理，结合该海区海洋动力因素和测量过程中海区观察记录，对海底地貌及其成因进行分析解释，确保更好地把握住海底冲刷、淤积、人为作业方面的特点。
13、在其中一些实施例中，编制图件和报告过程中，编制海底特征地貌、可疑目标坐标和尺寸分布图，编写成果报告。
14、根据本技术的实施例提供的一种海底地貌侧扫声呐测量系统，包括工作船、侧扫声呐拖鱼、侧扫声呐采集系统、铠装电缆、电动绞车、船尾a架、水下定位系统、导航定位系统、发电机、环形配重和浮球。侧扫声呐拖鱼置于海水中。侧扫声呐采集系统安装在工作船上。铠装电缆连接侧扫声呐拖鱼和侧扫声呐采集系统。电动绞车安装在工作船，并供铠装电缆缠绕，电动绞车用于通过收放铠装电缆控制侧扫声呐拖鱼在海水中的离底高度、姿态和海水中的空间位置。船尾a架安装在工作船，并支撑铠装电缆，船尾a架用于决策电动绞车的收放角度。水下定位系统安装在工作船，水下定位系统用于提供侧扫声呐拖鱼在海水中的水平位置。导航定位系统安装在工作船，导航定位系统用于提供水下定位系统的信标在海水中的水平位置和工作船的水平位置。发电机安装在工作船，并连接侧扫声呐采集系统、水下定位系统、导航定位系统，发电机用于为侧扫声呐采集系统、水下定位系统、导航定位系统提供电源。环形配重连接在铠装电缆，并置于海水中，环形配重用于向侧扫声呐拖鱼提供重力，增加侧扫声呐拖鱼吃水的深度。浮球连接侧扫声呐拖鱼，并置于海水表面，浮球用于标记侧扫声呐拖鱼的位置。本技术采用侧扫声呐拖鱼、侧扫声呐采集系统、铠装电缆、工作船、发电机、电动绞车、船尾a架、导航定位系统、水下定位系统、环形配重、浮球进行相互配合，组成一种海底地貌侧扫声呐测量系统，能够有效提升侧扫声呐拖鱼作业时数据采集的稳定性与可靠性，提高侧扫声呐拖鱼的定位精度，还能有效控制侧扫声呐的拖鱼在海底保持稳定的离底高度，具有灵活的可操作性，可提高海底油气钻井作业、已建管道裸露、电缆裸露或其他海底障碍物的侧扫声呐探测数据的质量，进一步增强后续的分析精度。
1.一种海底地貌侧扫声呐测量系统，其特征在于，包括：
2.一种海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的海底地貌侧扫声呐测量系统，所述海底地貌侧扫声呐测量方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
4.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
5.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
6.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
7.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
8.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
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10.如权利要求2所述的海底地貌侧扫声呐测量方法，其特征在于，
