[發明專利]一種用于沉管安裝的聲吶偏差測控系統及偏差測控方法

有效

• 申請號: 201710174147.6
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107037433B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 林鳴;尹海卿;鎖旭宏;成益品;徐良;張秀振;劉兆權;季浩華;高紀兵;張超;陶振杰;宋江偉
• 申請（專利權）人: 中交第一航務工程局有限公司;中交一航局第二工程有限公司
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S15/06
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;劉童笛

本發明涉及海底隧道工程，特別是一種用于沉管安裝的聲吶偏差測控系統及偏差測控方法。本發明提供的用于沉管安裝的聲吶偏差測控系統及用于沉管安裝的聲吶偏差測控方法，在安裝船上設置聲吶送受波器，同時在已安裝管節及待安裝管節的上表面特征點位置設置聲波應答器，在管節對接安裝過程中，通過不斷檢測待安裝管節上應答器與已安裝管節上應答器的距離，得出待安裝管節與已安裝管節的相對位置信息，通過該相對位置信息調整控制管節的安裝過程，保證管節對接安裝精度，解決了傳統的GPS定位方法無法在水下使用的難題。

技術領域

本發明涉及海底隧道工程，特別是一種用于沉管安裝的聲吶偏差測控系統及偏差測控方法。

背景技術

海底道作為重要的水域跨域交通基礎設施形式，因其對航運的影響小，被普遍認為是跨越航運繁忙水域的第一選擇，而在海底道建造領域中以沉管隧道最為常見，沉管隧道是以先在岸邊深塢分段預制沉管管節，再由拖輪將分段預制的管節浮運至目標安裝位置后順序沉水安裝的方式建成。沉管隧道這種將分段管節順序安裝的建造方式，對相鄰管節之間的軸線精度要求非常高，針對管節的線形控制難度很大；而傳統的GPS定位方式需要在高出水面一定高度的情況下才能使用，其顯然不適合深水區域的定位控制。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種可以應用于水下沉管管節軸線及里程控制的聲吶測量系統。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于沉管的聲吶偏差測控系統，包括，

送受波器，設置在安裝船上，用于發送、接收聲吶信號；

應答器，至少包括設置在待安裝管節上表面上的第一應答器、第二應答器；設置在已安裝管節上表面上的第四應答器、第五應答器；所述應答器與所述送受波器通過聲吶信號連接；

處理器，與所述送受波器連接，用于根據送受波器接收到的聲吶信號計算待安裝管節與已安裝管節的相對位置。

具體的，在使用過程中，處理器控制送受波器按照指定的頻率發送聲吶信號，聲吶信號中包含指定信息，該指定信息包含但不限于，如標識信息（用于分辨該聲吶信號為該送受波器發送，而非其他信號源產生）；送受波器接收到各應答器返回的信號后，將返回的信號結果發送至處理器，處理器通過送受波器發送的信號結果計算得出當前各應答器的距離；由于各個應答器分別固定設置在待安裝管節及已安裝管節的不同位置，因此可以通過各應答器之間的距離得出待安裝管節和已安裝管節的相對位置關系，從而進一步的，通過該相對位置關系控制待安裝管節的移動。

進一步的，第一應答器、第二應答器、第四應答器、第五應答器四個應答器的安裝位置滿足以下條件：待安裝管節和已安裝管節對接完成后，四個應答器分別位于一矩形或正方形的四個頂點位置。當各個應答器滿足上述條件時，其測量精度可得到明顯提升。

進一步的，所述第一應答器與第二應答器的連線與管節待對接端面平行，且，第一應答器到第二應答器的距離為待安裝管節待對接端面寬度的二分之一以上。理論上，第一應答器和第二應答器也可以不以管節上表面中軸為對稱軸對稱設置，其同樣可以達到測量目的，但優選的，當第一應答器與第二應答器應以管節上表面中軸為對稱軸對稱設置時，由于其分別具中軸距離相等，且各自距管節的邊緣距離也相等，可以更好的表征管節的形態信息，從而在給控制人員提供管節的整體位置信息的同時，可更加方便的為控制人員提供管節的邊緣位置信息。

進一步的，所述待安裝管節上表面上還設置有第三應答器，所述第三應答器和第一應答器及第二應答器不共線。優選的，所述第三應答器和第一應答器的連線與第一應答器和第二應答器的連線垂直。