一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船

本发明涉及一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，属于无人船舶测量领域。

背景技术：

1、目前，我国堤坝管涌隐患探测的方法主要有地质钻探、人工探视、地球物理勘探以及流场法检测，地质钻探与人工探视具有局部性，又存在破坏性，同时人工探视既费力，又难以发现隐患。地球物理勘探大都局限在坝体表面，所以如今更加盛行的为伪随机流场法检测。

2、当堤坝发生疑似管涌的情况时，通常采用伪随机流场法来进行鉴定和勘察。但由于在使用伪随机流场法时需要在水中不同位置接收伪随机波电流，所以需要检测人员搭载小船在湖面、河面作业，十分不便，同时在恶劣环境和发生紧急情况时作业存在巨大安全风险。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，可以实现在恶劣环境和发生紧急情况时自动监测堤坝管涌隐患。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、本发明一方面提供一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，它包括船体、水下接收探头和一对人工电极发送器，所述船体内设置有探头连接线线圈、中央处理分析控制模块和伪随机波电流收发装置，所述水下接收探头与探头连接线线圈相连，所述船体的侧壁上设置有超声波测距模块；

4、所述水下接收探头与伪随机波电流收发装置电性连接，所述伪随机波电流收发装置和超声波测距模块均与中央处理分析控制模块电性连接；

5、所述中央处理分析控制模块根据控制端规划路线自动行驶，同时控制探头连接线线圈对水下接收探头进行收回和释放，并打开伪随机波电流收发装置；

6、所述超声波测距模块通过超声波探测航道和水下是否存在障碍物，并反馈至中央处理分析模块，由中央处理分析模块下达规避指令；

7、两个所述人工电极发送器安装在测量水域中，用于在测量水域中产生供电电流。

8、进一步，所述船体的侧壁上设置有探头限制器，所述探头限制器用于对水下接收探头进行限位固定。

9、本发明另一方面提供一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船的测量方法，它包括：

10、步骤s1、控制端下达释放探头指令和规划航线指令，中央处理分析控制模块根据指令调动探头连接线线圈释放探头连接线，同时打开探头限制器释放水下接收探头；

11、步骤s2、中央处理分析控制模块下达指令打开远端的人工电极发送器和伪随机波电流收发装置，人工电极发送器开始发送伪随机波电流并向水下接收探头传输当前伪随机波电流数据，伪随机波电流收发装置接收水下接收探头收集的不同深度的伪随机波电流，然后伪随机波电流收发装置将数据发送至中央处理分析控制模块；

12、步骤s3、中央处理分析控制模块对伪随机波电流收发装置发送的数据进行数据计算，得出整个水域的归一化电阻率值r的分布；

13、步骤s4、如果整个水域中某一区域的归一化电阻率值r高于其他区域，则判定这一区域存在管涌隐患。

14、进一步，所述归一化电阻率值r的计算公式为：

15、r＝δu/i；

16、其中，δu为检测到的归一化电位梯度；i为人工电极发送器的电流强度。

17、进一步，所述归一化电位梯度δu的计算公式为：

18、δu＝δumn/(i*lmn)；

19、其中，δumn为两个人工电极发送器之间的电位差；i为人工电极发送器的电流强度；lmn为两个人工电极发送器之间的距离。

20、采用了上述技术方案，本发明采用无人船按照控制端发出的工作指令在预定路线进行巡游，同时控制探头连接线线圈释放水下接收探头，水下接收探头将按照伪随机流场法接收由人工电极发送器释放伪随机波电流，并根据指令调整水下接收探头的位置，以此更加全面的检测接收伪随机波电流，实现自动测量堤坝管涌隐患。由于安装有超声波测距模块使得无人船可以自动检测并规避障碍物，保障船体以及水下接收探头安全，确保实验数据不被干扰，同时无人船体积偏小便于工作携带，放入水中可以根据控制端指令自动完成测量。

技术特征：

1.一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，其特征在于：它包括船体(1)、水下接收探头(3)和一对人工电极发送器，所述船体(1)内设置有探头连接线线圈(5)、中央处理分析控制模块(6)和伪随机波电流收发装置(7)，所述水下接收探头(3)与探头连接线线圈(5)相连，所述船体(1)的侧壁上设置有超声波测距模块(2)；

2.根据权利要求1所述的基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，其特征在于：所述船体(1)的侧壁上设置有探头限制器(4)，所述探头限制器(4)用于对水下接收探头(3)进行限位固定。

3.一种如权利要求1～2中任一项所述的基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船的测量方法，其特征在于，它包括：

4.根据权利要求3所述的基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，其特征在于：所述归一化电阻率值r的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，其特征在于：所述归一化电位梯度δu的计算公式为：

技术总结本发明公开了一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，它包括船体、水下接收探头和一对人工电极发送器，所述船体内设置有探头连接线线圈、中央处理分析控制模块和伪随机波电流收发装置，所述水下接收探头与探头连接线线圈相连，所述船体的侧壁上设置有超声波测距模块。本发明提供一种基于伪随机流场法测量管涌的无人测量船，可以实现在恶劣环境和发生紧急情况时自动监测堤坝管涌隐患。技术研发人员：谭文卓,乔茜,邱子晗,石钰洁受保护的技术使用者：皖江工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/2