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技术案例 | CS40R便携式多波束测量无人船首航长江

同盛海洋第
91

 

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欢迎走进同盛海洋
直击无人船首航长江
了解CS40R便携式多波束整套解决方案
 

 

 
2022年11月9日至16日,同盛海洋开展了CS40R无人船搭载多波束演示,展现了一整套水面无人船多波束测量解决方案。
 
本项目位于长江下游水域,采用云洲智能C40R无人船,搭载我司R2Sonic2020多波束的新型测量方式进行水深测量,旨在解决困难水域的水深测量难题,提高测量工作效率,打破传统多波束施测的局限性。
 

 

 

-项目概况-

 
 0测量时间
 
外业测量时间:2022年11月09日—11月10日
内业处理时间:2022年11月14日—11月16日

 

 02 主要测量仪式配置

 

CS40R便携式多波束测量无人船系统由云洲智能C40R无人船、同盛海洋R2Sonic 2020便携式多波束、Applanix公司Surfmaster惯导与定位姿态系统、AML-1表面声速仪、AML-3剖面声速仪、Teledyne Caris多波束采集后处理软件、船舶导航系统、船舶避障系统、船舶通讯系统、供电系统、船舶控制系统、船舶监视系统等组成。

 

主要测绘仪器、设备一览表

 

序号

仪器设备名称

规格型号

1

多波束测深系统

R2Sonic 2020

2

无人船

C40R

3

惯导系统

POS MV Surfmaster

4

笔记本电脑

微软

5

Qinsy-9.4.5

用于多波束数据采集

6

Caris Hips&sips 11.4

用于多波束数据处理

 

本系统主要特点

  • M 型三体船,抗流能力强;
  • 船舶体积重量较小,一人便可搬运; 
  • 船舶测量航线稳定;
  • 具有毫米级自动避障功能;
  • 搭载能力强,可搭载单波束、多波束、激光、ADCP、水质传感器、自动剖面绞 车等仪器;
  • 模块化设计,无须多波束测量校准; 
  • 多波束分辨率、性能及稳定性高;
  • 惯导与定位系统全球领先;
 
 
R2Sonic 2020多波束测深系统 

R2 Sonic 2020是美国 R2Sonic 公司研发生产第一款变频、宽带、波束可旋转、可分频发射的高分辨率多波束测深系统,同盛海洋作为R2Sonic在中国的代理商,一直致力于R2Sonic多波束在国内的推广、销售、技术和售后等工作。它轻便的设计、紧凑的结构和强大多样的探测功能,给多波束测量应用行业带来了革命性变化和开创性突破。收发一体的设计,轻便小巧的水下声纳单元,方便用户的布放和使用。

 

 
Sonic 2020 系统量程范围为 0.5-300,频带范围 200-450kHz和700kHz(可选),可以满足从内陆河道、湖泊水库到海岸带的测量需要。是大江大河,都可以获得可靠的流量数据。 
技术指标
  • 工作原理:真正的电子多波束,非相干声呐原理; 

  • 工作频率:200 kHz到450kHz,可以1Hz为步长进行线性调频功能; 

  • 测量方式:等角或等距测量功能可选; 

  • 工作带宽:70KHZ; 

  • 波束大小:发射波束角(脚印分辨率):1.8°; 接收波束角:1.8°; 

  • 波束数目:1024个 

  • 量程分辨率:3mm

  • 条带覆盖范围:10°-130° 

  • 实时补偿功能:具有横摇实时补偿功能; 

  • 最大扫宽:6倍水深; 

  • 最大发射速率:60HZ ; 

  • 发射脉冲类型:具有CW波形式 

  • 最大测深量程:300m; 

  • 水下换能器耐压深度:100m; 

  • 工作温度:工作:-10°C~+50°C;存储:-30°C~+55°C; 

  • 工作电源:90-260VAC/9-48VDC

  • 功耗:20W; 

  • 数据传输:1000Base-T以太网; 

  • 换能器电缆长度:15m; 

  • 便携性:结构紧凑,体积小重量轻,便于携带,所有的波束形成均由水下换能器完成,甲板主机总重量2.6公斤,便于安装和使用;换能器探头组合水中重量4.4KG; 

  • 环境适应性:防水防尘级别(IP54); 

  • 安装方式:便携式船舷安装/无人船安装/ROV安装/AUV安装 

  • 工作航速:11节; 

  • 具有条带扇区实时在线旋转功能,条带旋转角度70度(在条带覆盖宽度达到130度的基础上,覆盖开角可到200度以上),便于对垂直堤、坝进行检测; 

  • 具备可升级为超高分辨率(700kHz)的功能 

  • 具备多谱数据采集模式(在采集时,同时具备三种频率的后散射数据)

 
 
C40R无人船系统 
 
技术指标
 
  • 船体尺寸:1.6m x 0.6m x 0.4m; 

  • 空载重量:34kg; 

  • 抗风等级:4级风; 

  • 最大航速:6m/s; 

  • 工作速度:2.5m/s; 

  • 续航能力:5h(工作航速);

  • 最大载荷重量:20 kg(任务载荷及采集、存储电脑); 

  • 通信距离:遥控1km,基站2km(可选5km); 

  • 水面探障距离:50m(毫米波雷达)。 

     

 
POS MV Surfamster惯导系统 
 

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技术指标

 

状态

技术指标

参数

DGPS 差分

航向

0.06°@4m 基线;0.08°@2 米基线

姿态

0.04°

位置

0.5-2m

升沉

5cm 或 5%;2cm 或 2%(延迟升沉)

星站差分

航向

0.06°@4m 基线;0.08°@2 米基线

姿态

0.03°

位置

水平:10cm(95%)

垂直:15cm(95%)

升沉

5cm 或 5%;2cm 或 2%(延迟升沉)

实时 RTK

航向

0.06°@4m 基线;0.08°@2 米基线

姿态

0.03°

位置

水平:±8mm+1ppm

垂直:±15mm+1ppm

升沉

5cm 或 5%;2cm 或 2%(延迟升沉)

PPK

航向

0.06°@4m 基线;0.08@2 米基线

姿态

0.025°

位置

水平:±8mm+1ppm

垂直:±15mm+1ppm

升沉

5cm 或 5%;2cm 或 2%(延迟升沉)

GNSS 失效

航向

0.2°(后处理,失效 60 秒时);

0.3°(实时 RTK 失效 60 秒时)

 

 

 03 成果成像

 




第一、二、三区块整体影像图

 
 

 

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多波束3D影像图

 

 

 

 

04 结论

 

本次演示对解决困难水域的水深测量难题、提高测量工作效率以及打破传统多波束施测的局限性提供解决思路和方法。CS40R无人船多波束系统具有紧凑小巧、智能轻便、功耗低等优点,在保证了测量精度的同时能够随时随地进行快速测量,在流速较大的水域依旧能保持良好的稳定性,打破了传统多波束的施测局限性,得到了高度的评价。

 

 

END
 

 

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