CN210109327U - 一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，包括垂向装置、顺河向装置和GPS定位装置；顺河向装置可拆卸的固定在待测量河道岸边的固定设施上；垂向装置的连接端部滑动连接设置在顺河向装置上，能够沿顺河向装置的长度方向来回移动；垂向装置为长度可调节的伸缩结构，且其自由端部设置有用于滑动连接固定测深仪的固定装置，便携式声呐测深仪能够在固定点处竖直方向上下移动，实现河道的淤积测量；垂向装置上设置有刻度标识，用于测量便携式声呐测深仪距离河道边缘的距离；伸缩结构自由端部在与便携式声呐测深仪固定点同位置、正上方或正下方设置有GPS定位装置，用于测量每次测深仪淤积测点所在位置的经纬度。

Description

一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置

技术领域

本实用新型属于水利工程技术领域，具体涉及一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置。

背景技术

内河河道是城市建设的重要一环，承担了防洪、排涝、灌溉、航运等基本功能，而目前我国城市河道淤泥淤积较为严重，使得大部分城市河道调蓄能力与防灾能力都有所下降，因此及时准确地掌握河道淤积情况极为重要。在城市河道进行淤积测量时，受河道宽度相对较窄或水深较浅等客观因素限制，浅剖仪或侧扫声呐等大型仪器的使用受到限制，常需使用便携式声呐测深仪等逐点进行测量。

但便携式声呐测深仪在实际操作过程中，存在以下两个问题：1）测量位置受客观条件的制约，对于距河道两岸防汛墙相对较远的位置，如靠近河道中心线等区域，很难直接从两岸使用测深仪对该处进行测深；2）测量位置无法精确定位，使用卷尺等工具虽可沿顺河向进行测量，但垂直河道水流方向的距离无法测量，尤其是当测量密度较大时，各测点间的距离更是难以掌握。

因此，如何快捷而又准确地使用便携式声呐测深仪进行测量成为河道淤积测量中的一项亟待解决的问题。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，对于浅剖仪或侧扫声呐等大型仪器使用受限的城市河道等研究区域，在利用已有便携式声呐测深仪3的前提下，不借助船舶等大型工具，实现河道任意位置淤积高程的测量，并且实现测点经纬度及不同测点间相对位置的精确定位。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，包括垂向装置、顺河向装置和GPS定位装置；

所述顺河向装置沿河道水流方向布置，可拆卸的固定在待测量河道岸边的固定设施上；所述垂向装置的连接端部滑动连接设置在所述顺河向装置上，能够沿顺河向装置的长度方向来回移动；

所述垂向装置为长度可调节的伸缩结构，且所述垂向装置自由端部设置有用于滑动连接固定所述便携式声呐测深仪的固定装置，所述便携式声呐测深仪滑动连接设置在所述固定装置上，能够在固定点处竖直方向上下移动，实现河道的淤积测量；

所述垂向装置上设置有刻度标识，用于测量便携式声呐测深仪距离河道边缘的距离；所述伸缩结构自由端部在与所述便携式声呐测深仪固定点同位置、正上方或正下方设置有GPS定位装置，用于测量每次测深仪淤积测点所在位置的经纬度。

在实际应用中，所述待测量河道岸边的固定设施为待测量河道旁的防浪墙或堤岸。

作为优选方案，所述固定装置采用定滑轮结构，所述便携式声呐测深仪的电缆绕设在定滑轮上，便携式声呐测深仪在重力作用下竖直方向布置且可上下移动。

进一步的，所述定滑轮结构为一组或多组；然后根据需求选择其中一组定滑轮作为便携式声呐测深仪经纬度上的固定点。

作为优选方案，所述垂向装置与所述顺河向装置的布置方向相互垂直，且均沿水平面设置，所述垂向装置用于测量便携式声呐测深仪垂直水流方向即距河道岸边的相对位置。

作为优选方案，所述顺河向装置包括用于与测量河道岸边的固定设施连接的基座，以及设置在基座上的滑轨；所述滑轨沿河道水流方向布置，所述垂向装置的连接端部滑动连接设置在所述滑轨上。

更为优选的，所述滑轨为长度可调节的伸缩结构；所述滑轨上设置有长度刻度标识，用于测量所述垂向装置沿所述顺河向装置的移动位移。

作为优选方案，所述顺河向装置包括两个基座、两个带刻度的伸缩滑轨；

所述基座底部设置有与待测量河道岸边的固定设施相配合的卡合座或三脚支撑架；所述基座通过卡合座配合紧固螺栓或三脚支撑架固定连接在所述待测量河道岸边的固定设施上；所述基座上设置有用于安装伸缩滑轨的滑轨座。

更为优选的，所述滑轨座上设置有用于伸缩滑轨端部穿过的圆形通孔，圆形通孔周向设置有紧固插栓孔，紧固插栓孔与圆形通孔相连通，用于通过紧固插栓穿入所述紧固插栓孔压紧位于所述圆形通孔中的伸缩滑轨，将伸缩滑轨两端分别固定在两个基座上。

作为优选方案，所述垂向装置包括依次连接的连接端部、伸缩主体部及自由端部；所述垂向装置的连接端部设置有与伸缩滑轨外径相配合的至少两个滑轨通孔，通过两个伸缩滑轨分别穿设在所述垂向装置的两个滑轨通孔中，将垂向装置与伸缩滑轨活动连接。更为优选的，伸缩主体部为多节相互插接的空心圆柱体杆。

本实用新型还提供所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置的使用方法，包括：

步骤1：根据实际需求选取待测区域，并依该区域在防浪墙或堤岸上选取适当位置作为原点，设顺河向为X方向、垂直水流方向为Y方向，以此建立相应的坐标系，采用卷尺或激光测距仪获得该原点距离已知点的距离（X0，Y0）；

步骤2：在选取的原点位置固定一个基座，通过卡合座配合紧固螺栓将基座固定于防浪墙上，或通过三脚支撑架将基座固定于堤岸上，将两根伸缩滑轨的起始刻度端分别插入基座圆形通孔内，并通过紧固插栓固定；

步骤3：两根伸缩滑轨分别穿过垂向装置连接端部的两个滑轨通孔，使得垂向装置与顺河向装置相连接，而后根据待测区域X方向长度，固定另一端的基座，并将伸缩滑轨调节至对应长度，将伸缩滑轨的末端穿过基座圆形通孔，并通过紧固插栓与基座固定；

步骤4：将便携式声呐测深仪的电缆穿过垂向装置上的定滑轮固定装置，使测深仪位于GPS定位装置的正下方；

步骤5：沿X方向滑动垂向装置至一位置，根据顺河向装置中伸缩滑轨2-1上的刻度标识可以获得该处距原点X向的相对位移△X1，根据测量需求，逐步延伸垂向装置的长度并根据其上刻度获得Y向的相对位移△Y1、△Y2……，根据X向和Y向的相对位移△X和△Y以及原点坐标（X0，Y0），可获得测点的坐标（X1，Y1）、（X1，Y2）……，在每一测点测量过程中可通过GPS定位装置获得测点所在位置的经纬度；

步骤6：X1断面上所有测点测量结束后，将垂向装置收短，而后沿X方向将其滑动至下一位置X2，重复步骤5，完成该断面的测量；

步骤7：重复步骤5和步骤6，直至完成整个待测区域的测量。

有益效果：本实用新型提供的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，对于浅剖仪或侧扫声呐等大型仪器使用受限的城市河道等研究区域，在利用目前已有便携式声呐测深仪3的基础上，无需使用船舶等大型机械，即可实现测点相对位置及绝对位置的精确测量，同时可根据河道宽度及顺河长度对装置的长度进行任意调节。具有以下优点：

（1）无需船舶等大型工具，实现河道中远离防浪墙或堤岸等位置的任意测量；

（2）实现了测点间相对距离的精确、快速定位；

（3）直接获取各测点的位置及经纬度信息；

（4）结合河道平面图及等值线绘图工具等可实现淤积高程的快速绘制。

附图说明

图1为本实用新型装置的俯视图。

图2为本实用新型装置的侧视图。

图3为本实用新型装置中的垂向装置的结构示意图。

图4为本实用新型装置中顺河向装置基座的剖面示意图。

图中：垂向装置1、连接端部1-1、伸缩主体部1-2、自由端部1-3、滑轨通孔1-1-1；顺河向装置2；基座2-1、伸缩滑轨2-2，圆形通孔2-1-1、紧固插栓2-1-2、卡合座2-1-3；便携式声呐测深仪3、待测量河道岸边的固定设施4、 GPS定位装置5、固定装置6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以还包括不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1~图4所示，为一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，包括垂向装置1、顺河向装置2；

所述顺河向装置2沿河道水流方向布置，可拆卸的固定在待测量河道岸边的固定设施4上；

所述垂向装置1滑动连接设置在所述顺河向装置2上，且与所述顺河向装置2的布置方向相互垂直，能够沿顺河向装置2的轨道方向来回移动，同时，所述垂向装置1为可调节的伸缩结构，所述伸缩结构自由端部设置有用于滑动连接固定所述便携式声呐测深仪3的固定装置6，所述便携式声呐测深仪3滑动连接设置在所述固定装置6上，能够在固定点处竖直方向上下移动。

所述垂向装置1上设置有刻度标识，用于获得便携式声呐测深仪3距离河道边缘的距离；所述伸缩结构自由端部在与所述便携式声呐测深仪3固定点同位置、正上方或正下方设置有GPS定位装置5，用于测量并记录每次测深仪淤积测点所在位置的经纬度。

进一步的，所述待测量河道岸边的固定设施4为待测量河道旁的防浪墙或堤岸。

本实施例中，所述固定装置6采用定滑轮结构，所述便携式声呐测深仪3的电缆绕设在定滑轮上，便携式声呐测深仪3在重力作用下竖直方向布置且可上下移动。

进一步的，所述定滑轮结构为一组或多组；然后根据需求选择其中一组定滑轮作为便携式声呐测深仪经纬度上的固定点。

所述垂向装置1主要用于确定垂直河道水流方向，即距河道边缘防浪墙或堤岸的相对位置及位移长度，并确定淤积测点所在位置的经纬度。在一些实施例中，如图3所示，所述垂向装置1包括依次连接的连接端部1-1、伸缩主体部1-2及自由端部1-3；所述垂向装置1的连接端部设置有与伸缩滑轨2-2外径相配合的至少两个滑轨通孔1-1-1，其孔径与顺河向装置中的伸缩滑轨的外径相同，通过顺河向装置中的两个伸缩滑轨2-2分别穿设在所述垂向装置1的两个滑轨通孔1-1-1中，将垂向装置1与伸缩滑轨2-2活动连接，同时垂向装置可在伸缩滑轨上自由移动。

进一步的，所述伸缩主体部1-2为多节相互插接的空心圆柱体杆。

进一步的，所述垂向装置1表面带有刻度标识，其中自由端起始位置对应刻度0，并在该处设置有GPS定位装置5和使用定滑轮的固定装置6。所述垂向装置上的GPS定位装置5位于伸缩杆自由端，与定滑轮固定装置6位置属于同一垂面上，可测量并记录每次测深仪测量位置的经纬度。

进一步的，便携式声呐测深仪及其电缆的固定装置为定滑轮固定装置，使用时可固定于垂向装置的伸缩杆上，便携式声呐测深仪3的电缆可通过该装置进行固定及滑动。

所述顺河向装置主要用于确定沿河道水流方向的相对位置及位移长度，在一些实施例中，如图2所示，所述顺河向装置2包括两个基座2-1、两个带刻度的伸缩滑轨2-2，所述滑轨沿河道水流方向布置，所述垂向装置1的连接端部滑动连接设置在所述滑轨上；

如图4所示，所述基座2-1底部设置有与待测量河道岸边的固定设施相配合的卡合座2-1-3；所述基座2-1通过卡合座2-1-3配合紧固螺栓固定连接在所述待测量河道岸边的固定设施上；所述基座2-1上设置有用于安装伸缩滑轨2-2的滑轨座。

进一步的，所述滑轨座上设置有用于伸缩滑轨2-2端部穿过的圆形通孔2-1-1，圆形通孔周向设置有紧固插栓孔，紧固插栓孔与圆形通孔相连通，用于通过紧固插栓2-1-2穿入所述紧固插栓孔压紧位于所述圆形通孔中的伸缩滑轨2-2，将伸缩滑轨2-2两端分别固定在两个基座2-1上。

在一些实施例中，如图1、图2所示，所述伸缩杆1-1可经连接端的滑轨通孔1-1-1固定于伸缩滑轨2-2上，并可在其上自由移动，并由伸缩滑轨2-2上的刻度获得所在的相对位置；

所述定滑轮固定装置6可将便携式声呐测深仪3的电缆固定于伸缩杆1-1上，并可沿伸缩杆方向进行移动，同时使得测深仪探头位于GPS定位装置5的正下方；

所述伸缩杆1-1长度可变化，通过其上刻度可获得测深仪距离河道边缘的距离，而通过GPS定位装置5可获得测深仪测点的经纬度信息。

在一些实施例中，所述顺河向装置、垂向装置中的伸缩主体部可由若干螺纹连接的短长度刻度杆代替，每一刻度杆除两段螺纹部分外长度固定（如0.5m、0.8m等，以顺应便携需求），使用时可根据需求，选择若干数量进行拼接，功能与之前所述的带刻度伸缩杆一致。

在一些实施例中，所述顺河向装置中的基座底部可设为可拆卸更换式以适应不同条件下的测量，如夹钳或三角支撑架等形式，当河道两侧为防浪墙时，可将基座下部选型为夹钳形式；当河道两侧为堤岸时，则可选用三脚支撑架形式。

本实施例中装置的使用过程如下：

步骤1：根据实际需求选取待测区域，并依该区域在防浪墙或堤岸上选取适当位置作为原点，设顺河向为X方向、垂直水流方向为Y方向，以此建立相应的坐标系，采用卷尺或激光测距仪等工具获得该点距离已知点（如水工建筑物或桩号等）的距离（X0，Y0）；

步骤2：在选取的原点位置固定1个基座2-1，通过卡合座2-1-3配合紧固螺栓将基座固定于防浪墙上，将两根伸缩滑轨2-2的起始刻度端分别插入基座圆形通孔2-1-1内，并通过紧固插栓2-1-2固定；

步骤3：两根伸缩滑轨2-2分别穿过垂向装置连接端部1-1的两个滑轨通孔1-1-1，使得垂向装置1与顺河向装置2相连接，而后根据待测区域X方向长度，固定另一端的基座2-1，并将伸缩滑轨2-2调节至对应长度，将伸缩滑轨2-2的末端穿过基座圆形通孔2-1-1，并通过紧固插栓2-1-2与基座2-1固定；

步骤4：将便携式声呐测深仪3的电缆穿过垂向装置1中的定滑轮固定装置6，使测深仪位于GPS定位装置5的正下方；

步骤5：沿X方向滑动垂向装置1至一位置，根据顺河向装置2中伸缩滑轨2-1上的刻度标识可以获得该处距原点X向的相对位移△X1，根据测量需求，逐步延伸垂向装置1的长度并根据其上刻度获得Y向的相对位移△Y1、△Y2……，根据X向和Y向的相对位移△X和△Y以及原点坐标（X0，Y0），可获得测点的坐标（X1，Y1）、（X1，Y2）……，在每一测点测量过程中可通过GPS定位装置5获得测点所在位置的经纬度；

步骤6：X1断面上所有测点测量结束后，将垂向装置1收短，而后沿X方向将其滑动至下一位置X2，重复步骤5，完成该断面的测量；

步骤7：重复步骤5和步骤6，直至完成整个待测区域的测量。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，包括垂向装置、顺河向装置和GPS定位装置；

所述顺河向装置沿河道水流方向布置，可拆卸的固定在待测量河道岸边的固定设施上；所述垂向装置的连接端部滑动连接设置在所述顺河向装置上，能够沿顺河向装置的长度方向来回移动；

所述垂向装置为长度可调节的伸缩结构，且所述垂向装置自由端部设置有用于滑动连接固定所述便携式声呐测深仪的固定装置，所述便携式声呐测深仪滑动连接设置在所述固定装置上，能够在固定点处竖直方向上下移动，实现河道的淤积测量；

所述垂向装置上设置有刻度标识，用于测量便携式声呐测深仪距离河道边缘的距离；所述伸缩结构自由端部在与所述便携式声呐测深仪固定点同位置、正上方或正下方设置有GPS定位装置，用于测量每次测深仪淤积测点所在位置的经纬度。

2.根据权利要求1所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述待测量河道岸边的固定设施为待测量河道旁的防浪墙或堤岸。

3.根据权利要求1所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述固定装置采用定滑轮结构，所述便携式声呐测深仪的电缆绕设在定滑轮上，便携式声呐测深仪在重力作用下竖直方向布置且可上下移动。

4.根据权利要求1所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述垂向装置与所述顺河向装置的布置方向相互垂直，且均沿水平面设置，所述垂向装置用于测量便携式声呐测深仪垂直水流方向即距河道岸边的相对位置。

5.根据权利要求1所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述顺河向装置包括用于与测量河道岸边的固定设施连接的基座，以及设置在基座上的滑轨；所述滑轨沿河道水流方向布置，所述垂向装置的连接端部滑动连接设置在所述滑轨上。

6.根据权利要求5所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述滑轨为长度可调节的伸缩结构；

和/或，所述滑轨上设置有长度刻度标识，用于测量所述垂向装置沿所述顺河向装置的移动位移。

7.根据权利要求5所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述顺河向装置包括两个基座、两个带刻度的伸缩滑轨；

所述基座底部设置有与待测量河道岸边的固定设施相配合的卡合座或三脚支撑架；所述基座通过卡合座配合紧固螺栓或三脚支撑架固定连接在所述待测量河道岸边的固定设施上；

所述基座上设置有用于安装伸缩滑轨的滑轨座。

8.根据权利要求7所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述滑轨座上设置有用于伸缩滑轨端部穿过的圆形通孔，圆形通孔周向设置有紧固插栓孔，紧固插栓孔与圆形通孔相连通，用于通过紧固插栓穿入所述紧固插栓孔压紧位于所述圆形通孔中的伸缩滑轨，将伸缩滑轨两端分别固定在两个基座上。

9.根据权利要求8所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述垂向装置包括依次连接的连接端部、伸缩主体部及自由端部；所述垂向装置的连接端部设置有与伸缩滑轨外径相配合的至少两个滑轨通孔，通过两个伸缩滑轨分别穿设在所述垂向装置的两个滑轨通孔中，将垂向装置与伸缩滑轨活动连接。

10.根据权利要求9所述的便携式声呐测深仪的二维精确定位辅助装置，其特征在于，所述伸缩主体部为多节相互插接的空心圆柱体杆。

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