[发明专利]一种浅地层剖面测量系统软件架构及实现方法

权利要求书

1.一种浅地层剖面测量系统软件架构，其特征在于，包含项目管理模块、数据采集模块、图像显示模块、数据后处理模块和工程应用模块共五个工作模块；

所述的项目管理模块用于对项目进行管理、硬件仪器设备的通讯连接与测试、测量任务的椭球参数投影参数配置存储、计划线的导入绘制与海图的导入；所述的项目管理模块包括：项目参数配置模块、硬件设备连接模块和坐标转换配置模块；项目参数配置模块用于配置记录项目的相关信息与属性，包括各类配置参数与计划线和海图的数据文件导入；硬件设备连接模块用于连接换能器、GNSS接收机、惯导、声速剖面仪硬件设备；坐标转换配置模块用于进行椭球转换与坐标投影，GNSS定位数据为大地坐标，需要根据工程的需求转换为不同参考椭球下的大地坐标进而转为不同的投影坐标系下的坐标；

所述的数据采集模块用于进行数据采集与采集时对仪器设备进行及时的调整；采集的数据有浅剖数据、定位数据与惯导等传感器数据；所述数据采集模块包括：浅剖数据采集模块、定位数据采集模块、传感器数据采集模块和设备参数调整模块；浅剖数据采集模块用于进行浅剖数据的采集，定位数据采集模块用于采集GNSS定位数据；传感器数据采集模块用于进行惯导、声速剖面仪传感器数据的采集，设备控制模块在数据采集过程中及时的调整浅剖换能器发射/接收参数、GNSS数据定位精度、测点标定方式；

所述的图像显示模块用于进行浅剖测量软件系统的各模块的数据可视化，满足测量与工程的需要；所述图像显示模块主要包括：底图显示模块、声呐图像显示模块、波形显示模块和偏航指示器模块；底图显示模块用于分层显示计划线、船实时航行轨迹、海图底图；声呐图像显示模块用于实时显示水底地形与浅表层地层分层状况；波形显示模块用于实时显示声呐换能器的回波信号波形；偏航指示器模块用于显示船航行偏离计划航线的角度与距离；

所述的数据后处理模块用于对采集到的数据进行数据取样与数据改正；所述的数据后处理模块包括：滤波及取样模块、数据改正模块和数据转换输出模块；滤波及取样模块用于对采集到的数据进行滤波，消除异常数据的影响并对数据进行取样处理；数据改正模块用于对测量数据进行改正，主要包括潮位改正、声速改正、GNSS延迟改正、吃水改正；数据转换输出模块用于将改正后得到数据根据自定义格式进行输出保存；

所述的工程应用模块用于对处理后的数据进行实际工程项目应用；所述工程应用模块主要包括：截断面积计算模块、容积计算模块、淤积量计算模块、底质分类模块；截断面积计算模块用于行河道截断面积计算；容积计算模块用于计算水库库容量；淤积量计算模块用于计算河道或水库的淤积量；底质分类模块用于根据不同底质的浅剖数据具有不同特征，对水底底质进行识别与分类。

2.一种浅地层剖面测量系统的实现方法，包含以下具体步骤：

步骤1：生成新项目并录入项目的各类信息，配置连接硬件设备，录入椭球转换参数与投影参数；

步骤2：导入计划线与海图数据，生成底图显示；船只根据底图显示位置进行数据采集工作；将采集的实时数据进行可视化显示；

步骤3：对采集后的数据进行处理，处理后的数据输出为不同的格式进行保存；

步骤4：使用处理后的数据进行实际工程应用。

3.根据权利要求2所述的一种浅地层剖面测量系统的实现方法，其特征在于，所述的步骤1中该项目的所有数据都保存在该文件夹下，录入项目的基本项目基本属性包括项目编号（ID）、项目名称、项目负责人信息、施工地点、施工日期、备注；分别配置设备型号、串口号、串口波特率、奇偶校验、停止位属性与浅剖换能器、GNSS接收机等设备进行通信并测试接收数据是否正常，确定源椭球与目标椭球后选择合适的转换方法设置椭球转换参数，包括源椭球、目标椭球、转换参数，转换参数；之后选择合适的投影方式设置投影参数，包括投影方式、中央经度、中中纬度、东偏移量、北偏移量、投影尺度比；配置完成后，该项目生成配置文件并保存，再次打开项目时利用配置文件进行初始化。

4.根据权利要求2所述的一种浅地层剖面测量系统的实现方法，其特征在于，所述的步骤2中进行数据采集工作时，底图显示模块根据坐标转换参数与导入计划线、海图等数据生成分层底图并显示，数据采集模块通过UDP通信分别采集浅剖数据、定位数据与传感器数据并解析存储。