CN105607050A - 一种海底电缆定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种海底电缆定位方法及装置，涉及海底电缆作业领域，为了减少海底电缆放缆作业故障，提高施工效率，包括：生成声学应答器与检波器的对应关系；通过时间控制信号控制检波器入水点位置；通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。该方法节约大量的人力物力成本，减少海底电缆放缆作业故障，提高施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及海底电缆作业领域，具体涉及一种海底电缆(OBC，Oceanbottomcable)定位方法及装置。
背景技术
海底电缆作业采用机械放缆方式将电缆连同检波器铺设到海底，由导航系统记录下检波器离开放缆船的位置作为一次定位结果。检波器在到达海底的过程中，会受到水流，潮汐等的影响而偏离设计位置。声波二次定位和初至波二次定位都需要整条电缆放完，才能进行定位，且初至波定位需要仪器记录地震数据，相对繁琐。
放缆前，需要设置应答器射频头的地址，如图1RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)设置应答器地址号。放缆时，在后甲板放缆口处，需要安装RFID天线与数据处理兼天线供电单元的RFIDreader，在声学应答器随电缆通过放缆口时，如图2，RFID的天线会扫描transponder(声学信标)的地址编码(如图2中RFID读取应答器地址)，导航系统会把声学信标记录到相应的检波点上。放缆船完成放缆后，该船导航系统记录的Aslaid文件和RFID系统读取并记录的应答器与检波器关系文件ASSET文件自动传给主导航系统。而后，如图3所示，定位船通过对声学应答器transponder的定位，从而解算出电缆上检波点的坐标。声学二次定位相对初至波定位速度快，效果好。但海底电缆施工中定位附属设备多，安装复杂，设备、人员施工成本高。
发明内容
本发明为了减少海底电缆放缆作业故障，提高施工效率，提出了一种海底电缆定位方法及装置。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种海底电缆定位方法，包括：
生成声学应答器与检波器的对应关系；
通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
优选地，生成声学应答器与检波器的对应关系包括：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
优选地，通过时间控制信号控制检波器入水点位置包括：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
优选地，通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置包括：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
优选地，发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻包括：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种海底电缆定位装置，包括：
对应模块，用于生成声学应答器与检波器的对应关系；
初次定位模块，用于通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
二次定位模块，用于通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
优选地，所述对应模块生成声学应答器与检波器的对应关系是指：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
优选地，所述初次定位模块通过时间控制信号控制检波器入水点位置是指：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
优选地，所述二次定位模块通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置是指：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
优选地，所述初次定位模块发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻是指：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的技术方案可以对水下的电缆进行精确的声学定位，应答器地址错误率少，节省很多人工检查时间。还可以省去应答器射频头地址设置单元和后甲板应答器地址读取(RFID系统)单元的采购成本，该方法节约大量的人力物力成本，减少海底电缆放缆作业故障，提高施工效率。
附图说明
图1是相关技术的放缆前设置应答器射频头地址的控制图；
图2是相关技术的放缆时读取应答器地址的控制图；
图3是相关技术的水下声学定位示意图；
图4是本发明实施例的OBC定位方法的流程图；
图5是本发明实施例的OBC定位装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。
如图4所示，本发明实施例提供一种OBC定位方法，包括：
S1、生成声学应答器与检波器的对应关系；
S2、通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
S3、通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
步骤S1包括：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
步骤S2包括：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
这里，由几何关系，已知所述放缆船的船位的情况下，导航系统可以计算出检波点位置坐标。具体地，船中心设为参考点，该位置通过全球差分卫星定位系统获得位置坐标，其余各点通过测量相当中心参考点的相对位置，通过几何位置推算得到。
通过时间控制信号可以实现定点等距离投放检波器；现有技术中通过导航员喊放缆操作员，人工投放检波器，投放精度差，可能会有一次投放两个检波器的问题，使得声学应答器与检波器的线性对应关系不成立，造成应答器地址错误。
步骤S3通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置包括：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
具体地，发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻包括：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
在放缆时，发送时间控制信号，控制放缆，由于该信号较弱(5v)，无法控制后甲板的液压系统，实现放缆。因此，通过信号放大器放大所述时间控制信号。在放缆时，通过GPS等准确定位放缆船的位置坐标，然后通过放大器有效控制放缆船液压释放系统从而控制检波器入水点坐标位置。
如图5所示，本发明实施例还提供一种OBC定位方法装置，包括：
对应模块，用于生成声学应答器与检波器的对应关系；
初次定位模块，用于通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
二次定位模块，用于通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
其中，所述对应模块生成声学应答器与检波器的对应关系是指：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
其中，所述初次定位模块通过时间控制信号控制检波器入水点位置是指：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
其中，所述二次定位模块通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置是指：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
其中，所述初次定位模块发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻是指：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
实施例1
配置电缆时，记录的声学应答器transponder与检波器对应关系及应答器transponder的地址信息(如表1)编辑对应的关系文件ASSET文件如表2，导入主导航系统中，与对应的放缆文件Aslaid相匹配。放缆完成时，由放缆船产生的电缆一次定位文件(即放缆文件)。文件包含电缆入水后的检波器落水点坐标位置，对应的水深数据。
表1
表2
Aslaid文件在导航系统内，显示文件名称、前绘名、放缆船、放缆序号、检波器范围、放缆开始时间、放缆结束时间、检波器桩号(排列点位号)等信息、水深、位置坐标(x,y)、检波器入水时间。
在放缆时，通过接口信号控制器Power-rtnu发送时间控制信号，控制放缆。其中接口信号控制器是把外设数据接入导航系统的中间设备。比如电罗经，水深，船位坐标(差分全球定位系统(DGPS)坐标)，接入该设备后，该设备把获取的数据传输给导航系统，由于该信号较弱(5v)，无法控制后甲板的液压系统，实现放缆。通过信号放大器将5v直流脉冲放大到24v直流脉冲，从而控制后甲板的液压系统释放检波器。在放缆时，导航系统通过GPS准确定位放缆船的位置坐标，然后通过放大器有效控制放缆船液压释放系统从而控制检波器入水点坐标位置。因应答器与检波器相对距离固定，且有规律可循，从而在放缆时间接实现了对电缆上应答器的一次定位。
在放缆完成后，对水下的电缆进行精确的声学定位。经过大量实验证明运用OBC定位方法进行定位，定位得出的结果与使用RFID系统硬件记录完成后进行声学定位的结果完全一致，而且效果好，应答器地址错误率少，节省很多人工检查时间。还可以省去应答器红色射频头地址设置单元的和后甲板应答器地址读取(RFID系统)单元的采购成本。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种海底电缆定位方法，其特征在于，包括：
生成声学应答器与检波器的对应关系；
通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：生成声学应答器与检波器的对应关系包括：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过时间控制信号控制检波器入水点位置包括：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置包括：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻包括：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
6.一种海底电缆定位装置，其特征在于，包括：
对应模块，用于生成声学应答器与检波器的对应关系；
初次定位模块，用于通过时间控制信号控制检波器入水点位置；
二次定位模块，用于通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述对应模块生成声学应答器与检波器的对应关系是指：
记录声学应答器与检波器对应位置关系及所述声学应答器的地址信息。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述初次定位模块通过时间控制信号控制检波器入水点位置是指：
发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻；
定位所述放缆船的释放时刻对应的位置；
根据所述放缆船的释放时刻对应的位置获得检波器入水点位置。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述二次定位模块通过声学定位所述检波器，获得检波器海底位置是指：
通过声学定位所述声学应答器；
通过所述声学应答器与检波器的对应关系获得所述检波器海底位置。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述初次定位模块发送时间控制信号控制放缆船的释放时刻是指：
发送时间控制信号并放大所述时间控制信号；
通过所述放大时间控制信号启动所述放缆船的液压释放系统。
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