申请/专利权人：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司;南方电网调峰调频发电有限公司鲁布革水力发电厂

申请日：2023-12-22

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118225055A

主分类号：G01C13/00

分类号：G01C13/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：应用于河道地形测量的多波束测线自动布设方法，涉及工程测量应用。本发明包括以下步骤：步骤1，利用GIS软件在已有的河道地形图上创建河道的数字高程模型；步骤2，通过实际水面高程面截取数字高程模型得到水下数字高程模型；步骤3‑5，设定相关参数；步骤6，计算右侧多波束设计测线节点；步骤7，计算左侧多波束设计测线节点；步骤8，循环执行步骤5至步骤8，直到河道中心线节点遍历完成，即得到每一个河道横断面上多波束设计测线节点；步骤9，依次序连接相邻横断面同编号节点即得到多波束设计测线。本发明实现了河道地形测量中多波束测线的自动布设；使用已有河道地形数据作为测线布设的参考，能够保证设计测线的准确性和合理性。

主权项：1.一种应用于河道地形测量的多波束测线自动布设方法，其特征在于该布设方法包括以下步骤：步骤1，利用GIS软件在已有的河道地形图上创建河道的数字高程模型；步骤2，通过实际水面高程面截取数字高程模型得到水下数字高程模型，水面与左、右岸的交线为左、右水边线，根据左、右水边线并借助南方CASS软件拟合得到河道中心线；步骤3，设定船只正常行驶时与岸坡的安全距离为d，多波束测深系统最左侧多波束扇面开角为θL和最右侧多波束扇面开角为θR，相邻测线覆盖率为r；步骤4，遍历河道中心线，中心线上选定数个节点，每两个相邻节点之间设定中心点Q0，过该中心点Q0做垂直于河道中心线的直线，分别与左、右两条水边线相交于PL点和PR点，以PL点和PR点为端点，在数字高程模型上截取得到河道横断面A，以该中心点Q0为中心、所在直线与水边线交点为端点，得到该河道横断面A的左、右侧宽度分别为WL和WR；步骤5，在每个河道横断面A上，以本横断面的河道中心点Q0为基准，最左侧波束与最右侧波束与本横断面的交点分别为OL0和OR0，以Q0为原点0，0，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立局部坐标系，每个河道中心点Q0分别对应一个局部坐标系；步骤6，计算右侧多波束设计测线节点，具体步骤为：1根据河道中心点Q0坐标和θR计算得到点OR0坐标为xR0，yR0，则点ORL1的x坐标按照下式计算，y坐标根据所在河道横断面A获得，记为yRL1，xRL1＝xR0×1-r式1其中：xRL1为点ORL1的x坐标，xR0为点OR0的x坐标，r为相邻测线覆盖率；2多波束设计测线节点QR1的x坐标按下式计算，y坐标为0xQR1＝xRL1+yRL1×tanθL式2其中：xQR1为点QR1的x坐标，xRL1为点ORL1的x坐标，yRL1为点ORL1的y坐标，θL为左侧多波束扇面开角；3根据QR1的坐标和θR计算得到点ORR1坐标为xRR1，yRR1，则点ORL2的x坐标可以按照下式计算，y坐标可根据河道横断面获得，记为yRL2xRL2＝xQR1+xRR1-xQR1×1-r式3其中：xRL2为点ORL2的x坐标，xQR1为点QR1的x坐标，xRR1为点ORR1的x坐标，r为相邻测线覆盖率；4多波束设计测线节点QR2的x坐标按下式计算，y坐标为0xQR2＝xRL2+yRL2×tanθL式4其中：xQR2为点QR2的x坐标，xRL2为点ORL2的x坐标，yRL2为点ORL2的y坐标，θL为左侧多波束扇面开角；5依次向右计算设计测线节点QR3至QRn，当其离横断面右端距离小于安全距离d时，设定其坐标为WR-d，0，右侧多波束设计测线节点计算结束；步骤7，计算左侧多波束设计测线节点，具体步骤为：1根据河道中心点Q0坐标和θL计算得到点OL0坐标为xL0，yL0，则点OLR1的x坐标按照下式计算，y坐标可根据河道横断面获得，记为yLR1xLR1＝xL0×1-r式5其中：xLR1为点OLR1的x坐标，xL0为点OL0的x坐标，r为相邻测线覆盖率；2多波束设计测线节点QL1的x坐标按下式计算，y坐标为0xQL1＝xLR1-yLR1×tanθR式6其中：xQL1为点QL1的x坐标，xLR1为点OLR1的x坐标，yLR1为点OLR1的y坐标，θR为左侧多波束扇面开角；3再根据QL1的坐标和θL计算得到点OLL1坐标为xLL1，yLL1，则点OLR2的x坐标按照下式计算，y坐标可根据河道横断面获得，记为yLR2xLR2＝xQL1+xLL1-xQL1×1-r式7其中：xLR2为点OLR2的x坐标，xQL1为点QL1的x坐标，xLL1为点OLL1的x坐标，r为相邻测线覆盖率；4多波束设计测线节点QL2的x坐标按下式计算，y坐标为0xQL2＝xLR2-yLR2×tanθR式8其中：xQL2为点QL2的x坐标，xLR2为点OLR2的x坐标，yLR2为点OLR2的y坐标，θR为左侧多波束扇面开角；5依次向左计算设计测线节点QL3至QLn，当其离横断面左端距离小于安全距离d时，设定其坐标为d-WL，0，左侧多波束设计测线节点计算结束；步骤8，循环执行步骤5至步骤8，直到河道中心线节点遍历完成，即得到每一个河道横断面上多波束设计测线节点；步骤9，依次序连接相邻横断面同编号节点即得到多波束设计测线。

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