...Dương Hoàng Nam.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh...
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI H
KHOA
ĐỒ
NGHIÊN CỨU KỸ
ĐO SÂU HỒI ÂM TR
I HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
DƯƠNG HOÀNG NAM
Ồ ÁN TỐT NGHIỆP
U KỸ THUẬT KIỂM ĐỊNH VÀ HIỆU CHU
ỒI ÂM TRƯỚC KHI THAM GIA DỰ
SẢN XUẤT
HÀ NỘI, 2016
NG HÀ NỘI
ỆU CHUẨN
C KHI THAM GIA DỰ ÁN
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
DƯƠNG HOÀNG NAM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT KIỂM ĐỊNH VÀ HIỆU CHUẨN
ĐO SÂU HỒI ÂM TRƯỚC KHI THAM GIA DỰ ÁN
SẢN XUẤT
Ngành : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ
Mã ngành : D520503
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS.ĐINH XUÂN VINH
HÀ NỘI, 2016
Trang 3MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC ĐO SÂU HỒI ÂM TRÊN BIỂN 3
1.1 CÔNG TÁC ĐO SÂU TRONG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH BIỂN VÀ CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐO SÂU 3
1.1.1 Khái quát công tác đo sâu trong trắc địa công trình biển 3
1.1.2 Yêu cầu kĩ thuật trong công tác đo sâu 4
1.2 MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN VÀ CÁC TÍNH CHẤT HÓA LÝ 9
1.2.1 Sóng âm và các đặc tính của sóng âm truyền trong môi trường nước 9
1.2.3 Thuộc tính của âm thanh trong nước biển 18
1.2.4 Các tham số của âm thanh 20
1.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU HỒI ÂM 22
1.3.1 Phạm vi áp dụng của phương pháp đo sâu hồi âm 22
1.3.2 Nguyên lý và phân loại các phương pháp đo sâu hồi âm 23
1.3.4 Đặc điểm phương pháp đo sâu hồi âm đa tia 25
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG TIỆN TRONG ĐO SÂU HỒI ÂM 27 2.1 CẢM BIẾN DỊCH ĐỘNG 27
2.1.1 Nguyên lý của hệ thống 27
2.1.3 Hiện tượng xoay làm chệch hướng tàu (heading) 29
2.1.4 Độ chính xác 29
2.2.1 Phân loại đầu dò theo vận hành 30
2.2.2 Chiều rộng chùm tia 31
2.2.3 Phân loại chùm tia 38
2.2.4 Phân loại theo cài đặt 40
Trang 42.2.5 Vùng phủ sóng âm trong khảo sát 43
2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA 45
2.3.1 Nguyên lý hoạt động 45
2.3.2 Các tham số của hồi âm 46
2.3.4 Độ phân giải 47
2.3.5 Tần số 48
2.3.6 Cấu tạo máy đo sâu hồi âm 48
2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐO SÂU HỒI ÂM ĐA TIA 50
2.4.1 Nguyên lý của hoạt động 50
2.4.2 Độ chính xác 54
2.4.3 Độ phân giải 55
2.4.4 Tần số 55
2.4.5 Liên kết các cảm biến và tính hệ thống của nó 55
CHƯƠNG 3: KIỂM ĐỊNH MÁY ĐO SÂU HỒI ÂM 57
3.1 MÁY ĐO SÂU HỒI ÂM ĐƠN TIA 57
3.1.1 Số hiệu chỉnh của máy đo sâu hồi âm 57
3.1.2 Cài đặt và hiệu chỉnh 60
3.1.3 Hoạt động và ghi dữ liệu 62
3.1.4 Nguồn sai số và kiểm soát chất lượng 62
3.1.5 Máy đo sâu đơn tia 73
3.2 MÁY ĐO SÂU HỒI ÂM ĐA TIA 77
3.2.1 Lắp đặt và hiệu chỉnh 78
3.2.3 Quá trình khảo sát và lưu trữ dữ liệu 88
3.2.5 Phần mềm QINCy 94
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 102
Trang 5DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Trang 6DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Cấu hình tổn thất âm 11
Hình 1.2 Bề mặt thu âm từ nguồn đa hướng và từ nguồn một hướng 12
Hình 1.3 Thành phần tán xạ ngược ( là chiều dài xung; c là vận tốc thủy âm) 13
Hình 1.4 Máy đo sâu vận tốc sóng âm 16
Hình 1.5 Hệ số hấp thụ 18
Hình 1.6 Nguyên lý khúc xạ 19
Hình 1.7 Chiều rộng băng tần của đầu dò 21
Hình 1.8 Độ phân giải là hàm của chiều dài xung 22
Hình 1.9 Mô tả các phương pháp khảo sát 23
Hình 1.10 phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia và đa tia 24
Hình 1.11 Nguyên lý đo sâu hồi âm đơn tia 25
Hình 1.12 Công nghệ đo sâu đa tia 26
Hình 2.1 Trạng thái của tàu 27
Hình 2.2 Độ rộng chùm tia được định nghĩa bởi góc tại mức -3dB 32
Hình 2.3 Hướng các phần tử đầu dò 33
Hình 2.4 Mô hình chùm tia vuông góc với mặt đầu dò 34
Hình 2.5 Yếu tố định hướng của chùm tia với tia lái 30 độ 35
Hình 2.6 Mô hình chùm tia với tia lái 30 độ 36
Hình 2.7 Minh họa chùm tia lái một góc θax với hai đầu dò 36
Hình 2.8 Giao diện tuyến tính (a) và hyperbol (b) 37
Hình 2.9 Đo bằng thùy biên và thùy chính, Độ sâu và vị trí không chính xác 38
Hình 2.10 Mô tả độ sâu đáy biển được đo bằng chùm tia hẹp- chùm tia rộng 39
Hình 2.11 Mô hình hồi âm dạng hình quạt 40
Trang 7Hình 2.12 Lắp đặt Gondola 42
Hình 2.13 Lắp đặt đầu dò ở vòng cung mũi tàu 43
Hình 2.14 Vùng phủ sóng của hồi âm đơn tia 43
Hình 2.15 Nguyên lý đo đạc của máy đo sâu hồi âm 45
Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm đơn tia 48
Hình 2.17 Hình ảnh hiển thị trên màn hình của máy đo sâu 50
Hình 2.18 Mô tả các phương pháp khảo sát 51
Hình 2.19 Phương pháp nhận dạng đáy biển 52
Hình 2.20 PP nhận dạng đáy biển bằng xác nhận độ lệch pha 53
Hình 3.1 cách hiệu chỉnh mớm nước 58
Hình 3.2 Hiệu ứng của độ rộng chùm tia và độ nghiêng đáy biển trong xác định độ sâu và vị trí Hình trái: Độ nghiêng nhỏ hơn 1/2 độ rộng chùm tia; Hình phải: độ nghiêng lớn hơn 1/2 độ rộng chùm tia 63
Hình 3.3 Độ rộng chùm tia và đáy biển nghiêng ảnh hưởng tới định vị và đo sâu 65
Hình 3.4 Hiện tượng nhấc lên 66
Hình 3.5 Lọc hiện tượng nhấp nhô thân tàu 67
Hình 3.6 Hồi âm sai 69
Hình 3.7 loại bỏ tín hiệu đa hồi âm 70
Hình 3.8 Yêu cầu độ chính xác đo sâu của tiêu chuẩn S – 44 (IHO) 71
Hình 3.9 Ước lượng sai số đo sâu 72
Hình 3.10 Máy đo sâu hồi âm đơn tia 74
Hình 3.11 Máy đo sâu đơn tia SDE-28 của hãng Nam phương Trung Quốc 74 Hình 3.12 Máy đơn tia DT-X của hãng 75
Hình.3.13 Máy đơn tia, 2 tần Bathy-1500 75
Hình 3.14 Nguyên lý của hệ thống đa kênh 76
Hình 3.15 Đo vẽ bằng hệ thống đa kênh trên hồ 76
Trang 8Hình 3.16 Cấu hình đặc trưng của công tác dẫn đường 77
Hình 3.17 Sơ đồ lắp đặt hệ thống MBES 78
Hình 3.18 ví dụ về đo các giá trị offset của các thiết bị 80
Hình 3.19 Mô-dum tính các độ lệch Pitch, Roll, Heading của phần mềm QINSy 84
Hình 3.20 Sơ đồ kiểm tra độ trễ định vị 85
Hình 3.21 Sơ đồ kiểm tra độ trễ định vị với địa vật 85
Hình 3.22 Sơ đồ kiểm tra độ lắc dọc 86
Hình 3.23 Sơ đồ kiểm tra độ lệch phương vị 87
Hình 3.24 Sơ đồ kiểm tra độ lắc dọc 88
Hình 3.25 Máy đa tia EM-3000 đã lắp đặt trên tàu đo 90
Hình 3.26 Giao diện chính của QINCy (CONSOLE) 96
Hình 3.27 Các cửa số lựa chọn và cài đặt hệ thống 97
Hình 3.28 Cài đặt vị trí hệ thống 98
Hình 3.29 Quy ước các trục tọa độ X,Y,Z 98
Hình 3.30 Lựa chọn các tham số máy đo sâu đa tia 99
Hình 3.31 Cài đặt các tham số cho máy đa tia 99
Hình 3.32 Hiển thị các tuyến thiết kế 99
Hình 3.33 Hiển thị trợ giúp lái tàu 100
Trang 9DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: quy phạm S-44 của tổ chức thủy đạc quốc tế IHO 5
Bảng 1.2: Quy phạm đo sâu của hải quân nhân dân Việt Nam 8
Bảng 3.1: Tính năng kỹ thuật của một số máy đo sâu đơn tia 71
Bảng 3.2: Yêu cầu phần cứng cho phền mềm Hydro pro .74
Bảng 3.3: Một số máy đo sâu đa tia của hãng SIMRAD 85
Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật chi tiết về một số máy đo sâu đa tia… 85
Bảng 3.5: Thông tin về MBES và hệ đa kênh đang sử dụng ở một số nước 87