[發明專利]基于ROV搭載多波束和管纜儀的探測及數據融合處理方法

在審

• 申請號: 202210037166.5
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114398783A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李學成;李超;王尚;鄒建文;莫子翠;陳建紅
• 申請（專利權）人: 中海輝固地學服務（深圳）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/10;G06F119/02
• 代理公司: 東莞磐程知識產權代理事務所(普通合伙) 44835
• 代理人: 王科

本發明涉及一種基于ROV搭載多波束和管纜儀的探測及數據融合處理方法，包括以下步驟：S1、ROV絕對位置的數據解算；S2、ROV水深采集與潮汐改正；S3、掩埋海管、海纜的位置及埋深數據的采集與處理。本發明的優點是：本方法較好地解決了地表、底下探測無法兼顧的問題，多傳感器融合及嚴格后處理流程，保證了作業精度，通過對海泥移除后檢查，驗證了本精細調查的準確性，表明ROV搭載多波束和TSS440/350的管纜精細探測是一種有效的方式。

技術領域

本發明涉及一種基于ROV搭載多波束和管纜儀的探測及數據融合處理方法，用于掩埋管線電纜探測。

背景技術

隨著社會經濟發展及海洋資源開發進程的加快，海管、海纜越發成為重要的基礎設施。

海底電纜也常稱為海纜，包括鋪設在海底電纜、光纜和光電復合纜，在電能傳輸、跨海通信、海洋工程和新能源開發等領域具有其他手段無法替代的優勢。海管包含海底油氣管道和海底自來水管等，其中，隨著海洋石油資源的大力開發，海底油氣管道作為一種連續、快捷、輸送量大的高效原油運輸手段，成為海上油氣田開發過程中油氣運輸的主要方式，當前，我國已經在渤海、東海和南海陸續建成大量海底管道,目前中國海油共鋪設了400多條海管,累計長度已超過7 000km。社會經濟發展推動我國近海區域敷設管纜分布越來越密集，例如南海珠江口附近大量管纜聚集。為保證已敷設管纜的安全，新開工海洋項目建設需準確探明區域已有敷設管纜的位置走向、埋設深度等信息。根據GB 50217《電力工程電纜設計規范》和《海上固定平臺安全規則》要求，管、纜路由要最大限度避免交叉跨越，在不可避免的情況下，應保持足夠的安全距離并有防護措施，確保原管道或海纜不受損壞。已有管纜特別是埋設管纜的準確在位狀態檢測對于后續防護工程開展具有重要意義。同時，鑒于海底管纜安全與否對海洋生態環境及國民經濟具有重大影響，因此鋪設竣工后的定期檢測、檢測評估成為海底管纜運行維護中不可或缺的工作內容。近年，許多專家學者對海底管、纜調查技術及應用進行了大量研究，主要集中在以水面船只拖帶的聲學設備為基礎的地形地貌數據高精度處理、管道狀態定量識別表征以及以磁法為基礎的磁力儀管纜磁力探測等方面，受海浪、海流、拖曳船只航速、電纜長度、拖曳重量等共同影響，入水深度控制及定位精度較差，檢測精度無法保證，無法滿足以交越點防護安裝等為需求的高精度探測要求。針對埋設管纜的探測，有專家研究了基于電磁法的ROV搭載TSS440/350的方式進行，此種方式對于平攤海底區域具有較高的探測精度，但基于TSS440/350的工作原理，對于起伏區域，埋深探測精度存在較大誤差。當前，管纜探測多集中在單一檢測設備探測處理，基于ROV搭載聲學多波束和TSS440/350的管纜融合探測與處理鮮有報道，本發明以ROV搭載多傳感器為基礎，研究一種可兼顧海管、海纜不同在位狀態檢測與監測的高精度的檢測及處理方法。本發明主要解決載體水下高精度定位，長距離管纜調查水深改正，基于ROV搭載的多波束和TSS440/350探測數據融合處理等關鍵問題，對于提高探測精度和拓展管纜鋪前預調查、鋪設后調查、挖溝后調查、掩埋后調查、埋石保護調查及管纜保護監測等安全運營分析應用場景提供理論支撐。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種作業效率和作業水平高，安全性好、成果界面友好的基于ROV搭載多波束和管纜儀的探測及數據融合處理方法，解決水下工程安裝及維護過程中掩埋海管、海纜路由位置、埋深等在位狀態難以獲取準確高精度數據信息的問題。本發明的技術方案是：

一種基于ROV搭載多波束和管纜儀的探測及數據融合處理方法，包括以下步驟：

S1、ROV絕對位置的數據解算；

S2、ROV水深采集與潮汐改正；

S3、掩埋海管、海纜的位置及埋深數據的采集與處理。

所述的步驟S1具體為：

以USBL位置為基礎的航位推算經緯度之差和深度計與航位推算的高度之差作為觀測量，量測方程表示為：