烏江是長(zhǎng)江上游南岸最大支流、貴州北入長(zhǎng)江的主通道，也是國(guó)家高等級(jí)航道網(wǎng)與西部陸海新通道的關(guān)鍵組成。隨著烏江全線復(fù)航與航運(yùn)擴(kuò)能工程推進(jìn)，航道通航密度與貨運(yùn)規(guī)模持續(xù)提升，對(duì)水下地形監(jiān)測(cè)、電子航道圖更新及數(shù)字化管控提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。
烏江遵義段岸壁陡峭、流態(tài)紊亂、水深變化劇烈，傳統(tǒng)測(cè)量方式存在作業(yè)盲區(qū)大、定位穩(wěn)定性不足、地形細(xì)節(jié)分辨有限、數(shù)據(jù)質(zhì)控滯后等局限，難以滿足高精度水下地形底圖制作與數(shù)字化管理需求。
為此，中海達(dá)采用iBoat BSC小型化無(wú)人船 + iBeam 8140S多波束測(cè)深系統(tǒng)，高效完成了復(fù)雜水域水下地形掃測(cè)任務(wù)。
烏江航道蜿蜒穿行于峽谷之間，兩岸山體陡峭，水下地形起伏劇烈、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本次作業(yè)區(qū)域呈現(xiàn)多項(xiàng)典型挑戰(zhàn)：
水深分布1–30m，陡坡、深槽、淺灘交錯(cuò)分布；
局部彎道水流速度可達(dá)1.5m/s，流態(tài)紊亂；
近岸區(qū)域分布大量沉底碎石與不規(guī)則溝坎，地形細(xì)節(jié)復(fù)雜；
部分施工區(qū)域含沙量較高，聲學(xué)回波環(huán)境干擾因素多。
在類似復(fù)雜航道環(huán)境中，傳統(tǒng)水下地形測(cè)量方式面臨明顯局限：
| 問(wèn)題 | 具體表現(xiàn) |
作業(yè)盲區(qū)明顯 | 常規(guī)測(cè)量船吃水較深，難以進(jìn)入淺水區(qū)與近岸陡峭區(qū)域，易形成數(shù)據(jù)空白 |
定位與姿態(tài)穩(wěn)定性不足 | 陡峭巖壁與水深突變易造成聲學(xué)信號(hào)反射干擾，數(shù)據(jù)一致性難以保障 |
地形細(xì)節(jié)分辨能力有限 | 常規(guī)設(shè)備波束角較大，對(duì)碎石、陡坡、溝坎等微小地形要素識(shí)別能力不足 |
數(shù)據(jù)質(zhì)控滯后 | 外業(yè)數(shù)據(jù)需返航后處理與檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需重復(fù)出測(cè)，整體效率偏低 |
為滿足航道數(shù)字化管理與工程勘察需求，亟需一套可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、作業(yè)靈活、精度可靠的測(cè)量方案。
針對(duì)烏江復(fù)雜航道特點(diǎn)，項(xiàng)目采用小型化無(wú)人船與多波束一體化測(cè)量方案。
iBoat BSC 小型化無(wú)人船
尺寸緊湊，船長(zhǎng)僅1.05m，便于車載運(yùn)輸與快速部署；
雙電池獨(dú)立供電，雙電池模式多波束續(xù)航可達(dá)3小時(shí)，支持熱插拔換電；
流線型船體設(shè)計(jì)，航行更穩(wěn)定，可在1.5m/s水流條件下保持穩(wěn)定航行；
自動(dòng)航線作業(yè)、自主避障繞行、自主返航，可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域無(wú)人化作業(yè)。
iBeam 8140S 小型多波束測(cè)深系統(tǒng)
設(shè)備輕量化，換能器重量?jī)H1.7kg，功耗低，便于與小型平臺(tái)集成；
測(cè)深范圍0.2–200m，兼顧極淺水區(qū)與深水區(qū)測(cè)量能力；
采用1.4°×1.7°窄波束設(shè)計(jì)，地形分辨能力強(qiáng)；搭配150°大開(kāi)角，兼顧測(cè)量效率與覆蓋寬度；
內(nèi)置0.03°高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)補(bǔ)償船體姿態(tài)，提升復(fù)雜工況下數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
整套系統(tǒng)即插即用、集成便捷，從開(kāi)箱到下水作業(yè)可在5分鐘內(nèi)完成部署，顯著提升外業(yè)組織效率。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：
本次掃測(cè)覆蓋3個(gè)重點(diǎn)區(qū)域，總面積約0.2km2：
總用時(shí)：3小時(shí)（含航行、轉(zhuǎn)場(chǎng)、測(cè)量）
實(shí)際測(cè)量時(shí)間：2小時(shí)
雙電池剩余電量：30%
工況 | 表現(xiàn) | |
急流區(qū) | 1.5 m/s水流下航行穩(wěn)定，測(cè)線條帶拼接平滑連續(xù) |  |
淺水區(qū) | 支持0.3m極淺測(cè)量，消除近岸測(cè)量盲區(qū) |  |
復(fù)雜地形區(qū) | 清晰識(shí)別水下碎石、陡坡、溝坎與巖壁根部形態(tài) |  |
全程底跟蹤穩(wěn)定，回波信號(hào)連續(xù)，未出現(xiàn)明顯失鎖與數(shù)據(jù)跳變，在渾水與淺水過(guò)渡區(qū)仍保持良好點(diǎn)云質(zhì)量。
實(shí)時(shí)質(zhì)量控制
作業(yè)期間，操作人員通過(guò)遙控器、手機(jī)、平板移動(dòng)端實(shí)時(shí)查看多波束點(diǎn)云數(shù)據(jù)與覆蓋情況，可即時(shí)判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)可疑區(qū)域直接復(fù)測(cè)，無(wú)需返回岸邊處理數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)質(zhì)量控制，有效減少返工，提升整體作業(yè)效率，客戶可在現(xiàn)場(chǎng)直觀查看水下地形實(shí)時(shí)采集過(guò)程。
Hi-SPIN聲速反演
傳統(tǒng)多波束測(cè)量通常需要投放聲速剖面儀進(jìn)行校正，流程繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)。iBeam 8140S獨(dú)創(chuàng)Hi-SPIN聲速反演技術(shù)，可利用測(cè)線重疊區(qū)的冗余數(shù)據(jù)自動(dòng)校正聲速折射影響，全程無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)投放聲剖設(shè)備，仍能保證水深測(cè)量精度與數(shù)據(jù)拼接一致性，顯著降低外業(yè)操作強(qiáng)度與技術(shù)門檻。
本次項(xiàng)目一次性生成全覆蓋、高精度水下地形點(diǎn)云成果，精細(xì)還原陡坡、碎石、巖壁邊線、溝槽等地貌特征。
iBeam 8140S可直出XYZ標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云，免除格式解碼工序，經(jīng)簡(jiǎn)易噪點(diǎn)剔除即可產(chǎn)出地形與等深線資料，顯著縮減內(nèi)業(yè)耗時(shí)。
成果可直接用于：
電子航道圖制作與更新
航道通航安全評(píng)估
涉水工程前期勘察與設(shè)計(jì)
航道養(yǎng)護(hù)與水下障礙物監(jiān)測(cè)
客戶評(píng)價(jià)：委托方高度認(rèn)可作業(yè)效率與數(shù)據(jù)成果，各項(xiàng)指標(biāo)符合航道數(shù)字化及工程勘察規(guī)范要求。
中海達(dá)小型化無(wú)人船多波束方案通過(guò)烏江實(shí)地應(yīng)用實(shí)踐，可適配峽谷河道、急流淺灘、近岸陡崖等復(fù)雜水域測(cè)繪場(chǎng)景。依托輕量化布設(shè)、智能化作業(yè)、實(shí)時(shí)點(diǎn)云質(zhì)控等優(yōu)勢(shì)，可高效直出高精度、地貌細(xì)節(jié)精細(xì)還原的點(diǎn)云成果，有效突破傳統(tǒng)測(cè)繪近岸作業(yè)受限、淺水區(qū)域存盲區(qū)、數(shù)據(jù)驗(yàn)收滯后等短板，為航道運(yùn)維、水利普查等涉水工程項(xiàng)目提供可靠測(cè)繪保障。
未來(lái)，中海達(dá)將持續(xù)迭代優(yōu)化無(wú)人化測(cè)繪裝備與成套解決方案，深耕數(shù)字航道、智慧水利技術(shù)創(chuàng)新，憑借穩(wěn)定可靠的技術(shù)體系、精簡(jiǎn)高效的作業(yè)流程、高精度測(cè)繪數(shù)據(jù)，賦能水上交通與水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，護(hù)航水運(yùn)與水利基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)。
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