一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法

摘要

本发明涉及海底电缆路由勘测技术领域，公开了一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，包括以下步骤：建立测量坐标系、电缆路由坐标系及其相互间的坐标系关系，计算电缆测线的理论间距和理论布设方向，计算电缆测线的实际间距D和实际布设方向，比较理论间距D

说明书

技术领域

本发明涉及海底电缆路由勘测技术领域，具体涉及一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法。

背景技术

海底电缆与陆地电缆相比，具有许多优越性，其铺设不需要挖坑道或用支架支撑，因而投资少，建设速度快；并且海底电缆大多存在于一定深度的海底，受人类活动影响较少。因此，海底电缆安全性、稳定性较高，抗干扰能力强，保密性好。

目前针对海底电缆布线，行业内常见的布线设计方法有两种：一种是凭借经验为主的手工布线，这受制于海底电缆布线不复杂的情况，勉强能达到行业要求，但是存在着巨大的成本浪费问题；另一种是国外考虑路径的海底电缆路径优化方法，利用单一优化算法对布线进行设计，但由于考虑的影响因素过于单一，优化场景单一，仅适用于固定场景下的路径寻优，无法根据用户需求进行合理布线。

国内由于受到施工安全要求、海底电缆载流量、功率平衡等因素的制约，因此多采用基于经验的手动布线设计方法，即布线形式多为直接平行于海底电缆路由方向布设，且间距固定，此种设计方法操作简单，但对于不同水深的扫测存在明显的扫测点云密度不均匀、不同区域成果的精度存在明显差异，同是增加航迹之间的作业时间间隔，对潮差变化较大的区域影响较大，增加后期数据处理过程中潮位改正的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，包括以下步骤：

建立测量坐标系和电缆路由坐标系；

建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系；

根据资料水深H

根据实测水深H、电缆测线波束入射开角θ和重叠度β计算电缆测线的实际间距D，根据电缆测线布设方向B

比较理论间距D

对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设；

将在电缆路由坐标系上的电缆测线的坐标根据建立的电缆路由坐标系与测量坐标系关系转换成测量坐标系中的坐标，并绘制测线布测示意图。

进一步的，所述建立测量坐标系的方法包括根据布设地点的范围建立与布设地点范围相适应的Y-X测量坐标系，其中，Y表示东坐标，X表示北坐标。

进一步的，所述建立电缆路由坐标系的方法包括根据电缆路由直线在Y-X测量坐标系下各端点的坐标值，建立电缆路由各段的路由向量组，并以每条电缆路由线段的起点为路由坐标系的坐标原点，与其对应的路由向量的方向为新的Y轴方向、与其逆时针方向垂直Y轴建立路由坐标系的X轴，由此建立新的路由坐标系Y

进一步的，所述建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系的方法包括根据下式进行计算：

X＝X

Y＝Y

换成矩阵形式为：

其中，Y表示Y-X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X表示Y-X测量坐标系下的北坐标，单位为m，Y

方位角A根据下式进行计算：

其中，Y

进一步的，所述计算电缆测线的理论间距D

B

其中，H

进一步的，所述计算电缆测线的实际间距D和电缆测线实际布设方向B的方法包括根据下式进行计算：

B＝B

其中，H表示实测水深，根据布设地点的实际测量资料进行获得，θ表示电缆测线波束入射开角，根据使用电缆的参数进行获得，β表示重叠度，即路由扫测范围内的扫测密度，B

进一步的，所述比较理论间距D

其中，F表示Y

进一步的，所述对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设方法包括以Y

进一步的，所述Y

进一步的，所述测线的布设停止后，则将在Y

较之现有技术，本发明的优点在于：

本发明通过提供一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，其通过结合电缆路由两侧一定范围信息、水深信息、电缆多波束性能信息、测线布设方向信息等信息，以确定最佳测线布测的方法，并结合重叠度用于在后续多波束设备全覆盖的扫测下，提高扫测点云密度的均匀性和精度的稳定性，从而保证布测质量，降低后期数据处理过程中潮位改正的难度，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明的测线布测示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参照图1和图2，本实施例提供一种用于海底电缆路由全覆盖扫测的测线布设方法，包括以下步骤：

步骤S1：建立测量坐标系和电缆路由坐标系；建立测量坐标系的方法包括根据布设地点的范围建立与布设地点范围相适应的Y-X测量坐标系，其中，Y表示东坐标，X表示北坐标；建立电缆路由坐标系的方法包括根据电缆路由直线在Y-X测量坐标系下各端点的坐标值，此坐标值的获取方式为：通过已知的前期由设计人员初测设计出的电缆路由直线的布设位置，将其移动至所建立的Y-X测量坐标系下后，即可产生的对应的端点坐标值，通过此坐标值，建立电缆路由各段的路由向量组，并以每条电缆路由线段的起点为路由坐标系的坐标原点，与其对应的路由向量的方向为新的Y轴方向、与其逆时针方向垂直Y轴建立路由坐标系的X轴，由此建立新的路由坐标系Y

步骤S2：建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系；建立电缆路由坐标系与测量坐标系关系的方法包括根据下式进行计算：

X＝X

Y＝Y

换成矩阵形式为：

其中，Y表示Y-X测量坐标系下的东坐标，单位为m，X表示Y-X测量坐标系下的北坐标，单位为m，Y

方位角A根据下式进行计算：

其中，Y

步骤S3：根据资料水深H

B

其中，H

步骤S4：根据实测水深H、电缆测线波束入射开角θ和重叠度β计算电缆测线的实际间距D，根据电缆测线布设方向B

B＝B

其中，H表示实测水深，根据布设地点的实际测量资料进行获得，θ表示电缆测线波束入射开角，根据使用电缆的参数进行获得，β表示重叠度，即路由扫测范围内的扫测密度，根据实际布设地点的要求进行确定，B

步骤S5：比较理论间距D

其中，F表示Y

步骤S6：对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设；对电缆路由坐标系的测区边界处与最近测线的距离进行判断，根据判断结果进行测线的布设方法包括以Y

步骤S7：在测线的布设停止后，将在所有电缆路由坐标系上的电缆测线的坐标根据建立的对应电缆路由坐标系与Y-X测量坐标系关系转换成测量坐标系中的坐标，并绘制测线布测示意图，之后，根据绘制的测线布测示意图即可进行测线的布设。

以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。