[0022](4)角度测量:潜水员通过调整圆水准器4中的气泡居中实现对水平刻度盘3的调平，同时通过南北方向指针5、位置锁定装置6和微倾螺旋10进行辅助测量，然后采用水平刻度盘3读取与正北方向的夹角、采用倾角仪2读取与水平方向的夹角，以完成角度测量得到角度参数；
[0023](5)水下定位:根据步骤(2)中测定的坐标值得出是否为待测结构物或测点，根据步骤(3)中测定的距离参数和步骤(4)中测定的角度参数，再结合水下探测定位装置自身的底盘11的坐标值，按照常规的基础数学运算方法得出待测结构物或测点的准确位置，实现水下待测结构物或测点的探测定位。
[0024]本实施例的步骤(2)中换能器I发射的超声波频率为200-2000kHz;步骤(3)中测距误差为±lcm±0.1%;步骤(4)中测角误差为:方位角水平精度为0.05度，仰俯精度为0.005度。
[0025]本实施例中所使用的水下探测定位装置按功能分为水上部分和水下部分两部分，水上部分为显示模块，水下部分包括距离测量模块、角度测量模块和支撑模块，距离测量模块和角度测量模块通过支撑模块连接固定，显示模块通过电缆分别与距离测量模块和角度测量模块连接;所述距离测量模块主体结构为换能器I，其采用单波束超声波测量方法，利用换能器I发射单波束超声波至远方，并接收经待测结构物或测点反射回来的超声波，通过计算超声波的传播时间和传播速度得出待测结构物或测点的距离;所述角度测量模块主体结构包括倾角仪2、水平刻度盘3、圆水准器4、南北方向指针5和位置锁定装置6，倾角仪2通过支撑模块中I号支架8安置于南北方向指针5的中央上方，水平刻度盘3通过支撑模块中Π号支架9安置于南北方向指针5的下方，水平刻度盘3上设置有圆水准器4用于调平，位置锁定装置6用于锁定调平后的倾角仪2和水平刻度盘3的位置，通过读取水平刻度盘3与南北方向指针5正北方向的夹角，以及倾角仪2与水平方向的夹角得出待测结构物或测点的角度；所述显示模块主体结构为设置在陆地上的显示屏7，其通过电缆与换能器I和倾角仪2电连接，能够显示换能器I发射出的超声波经待测结构物或测点反射回来的路径最小值以及倾角仪2与水平方向的夹角读数;所述支撑模块主体结构包括I号支架8、Π号支架9、微倾螺旋10和底盘11，底盘11上设置有三个固定结构的Π号支架9，底盘11中央的Π号支架9自下而上依次套接有水平刻度盘3和南北方向指针5，水平刻度盘3通过底盘11左右两边的Π号支架9依托，每个Π号支架9上设置有微倾螺旋10用于调平，底盘11中央的Π号支架9顶端安装有可旋转调节结构的I号支架8，用于支撑连接换能器I和倾角仪2。
[0026]本实施例中涉及的换能器I为现有技术中的常规换能器，由于换能器发射的单波束超声波存在一定角度即在远处形成一个圆面，非镜面情况下只要在这个圆形面的范围内存在物体或结构，超声波反射回来的路径最小值就会在与之连接的显示屏上显示出来。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域技术人员根据本发明所述内容所作的等效变化，皆应纳入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种水准式水下探测定位方法，其特征在于具体工艺包括以下步骤: (1)设备安装:分别检查安装水下探测定位装置的水上部分和水下部分，由潜水员将水下部分带入待测水域中并将底盘固定安装在水中固定物上，再分别对距离测量模块和角度测量模块中的仪器进行安装、调平和旋转预处理，完成设备的调整与安装。 (2)水下搜索:潜水员通过操纵I号支架旋转以控制换能器进行搜索，工作人员实时查看显示屏进行判断，当显示屏所显示的数值突然变大或变小时，工作人员通知潜水员固定换能器的位置，然后读取方位的角度参数并结合显示屏上的距离参数计算出待测结构物或测点的坐标值，通过对计算出的坐标值与理论坐标值相比较以判断是否为被搜索的待测结构物或测点； (3)水下测距:潜水员将水下探测定位装置的水下部分中换能器对准待测结构物或测点，工作人员通过观看显示屏实时向潜水员发出相应指令使其在水下轻微调整换能器，当显示屏的数值稳定在一个最小值时，该最小值为待测结构物或测点的距离参数； (4)角度测量:潜水员通过调整圆水准器中的气泡居中实现对水平刻度盘的调平，同时通过南北方向指针、位置锁定装置和微倾螺旋进行辅助测量，然后采用水平刻度盘读取与正北方向的夹角、采用倾角仪读取与水平方向的夹角，以完成角度测量得到角度参数； (5)水下定位:根据步骤(2)中测定的坐标值得出是否为待测结构物或测点，根据步骤(3)中测定的距离参数和步骤(4)中测定的角度参数，再结合水下探测定位装置自身的底盘的坐标值，按照常规的基础数学运算方法得出待测结构物或测点的准确位置，实现水下待测结构物或测点的探测定位。2.根据权利要求1所述的水准式水下探测定位方法，其特征在于步骤(2)中换能器发射的超声波频率为200-2000kHz;步骤(3)中测距误差为±lcm±0.1%;步骤(4)中测角误差为:方位角水平精度0.05度，仰俯精度0.005度。3.根据权利要求1所述的水准式水下探测定位方法，其特征在于涉及的水下探测定位装置按功能分为水上部分和水下部分两部分，水上部分为显示模块，水下部分包括距离测量模块、角度测量模块和支撑模块，距离测量模块和角度测量模块通过支撑模块连接固定，显示模块通过电缆分别与距离测量模块和角度测量模块连接;所述距离测量模块主体结构为换能器，其采用单波束超声波测量方法，利用换能器发射单波束超声波至远方，并接收经待测结构物或测点反射回来的超声波，通过计算超声波的传播时间和传播速度得出待测结构物或测点的距离;所述角度测量模块主体结构包括倾角仪、水平刻度盘、圆水准器、南北方向指针和位置锁定装置，倾角仪通过支撑模块中I号支架安置于南北方向指针的中央上方，水平刻度盘通过支撑模块中Π号支架安置于南北方向指针的下方，水平刻度盘上设置有圆水准器用于调平，位置锁定装置用于锁定调平后的倾角仪和水平刻度盘的位置，通过读取水平刻度盘与南北方向指针正北方向的夹角，以及倾角仪与水平方向的夹角得出待测结构物或测点的角度;所述显示模块主体结构为设置在陆地上的显示屏，其通过电缆与换能器和倾角仪电连接，能够显示换能器发射出的超声波经待测结构物或测点反射回来的路径最小值以及倾角仪与水平方向的夹角读数;所述支撑模块主体结构包括I号支架、Π号支架、微倾螺旋和底盘，底盘上设置有三个固定结构的Π号支架，底盘中央的Π号支架自下而上依次套接有水平刻度盘和南北方向指针，水平刻度盘通过底盘左右两边的Π号支架依托，每个Π号支架上设置有微倾螺旋用于调平，底盘中央的Π号支架顶端安装有可旋转调节结构的I号支架，用于支撑连接换能器和倾角仪。
【专利摘要】本发明属于水下搜索定位技术领域，涉及一种水准式水下探测定位方法，具体包括设备安装、水下搜索、水下测距、角度测量和水下定位等步骤，其通过距离测量模块和角度测量模块的配合以获取待测结构物或测点的距离参数和角度参数，从而准确实现定位探测；不仅能够适用于水下大范围内的物体、结构搜寻，而且对搜寻到的结构物或测点进行距离和角度的定位，准确度、精度较高的同时操作简便、成本节约；其探测工艺简单，原理可靠，所用装置结构简单，移动方便，测定效果好，测定效率高，应用环境友好。
【IPC分类】G01S15/08, G01C1/00, G01V9/00
【公开号】CN105652343
【申请号】
【发明人】于希萌, 蔡冬, 马文静, 韩晨, 邱悦, 王晓琳
【申请人】青岛海澄知识产权事务有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月9日