[发明专利]一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋调查与海洋测绘技术领域，具体是指一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法。

背景技术

海底地形调查是一项基础性的海洋地理信息调查工作，为了揭示海底表面的起伏形态，多波束测深系统是必不可少的调查手段之一。

多波束测深系统是当前最先进的海底地形测量设备，该设备主要安装于科考船之上，进行海底地形地貌调查。现有的远海地形调查主要采用大型科考船进行，但是在边远岛礁区存在诸多缺陷：（1）大型科考船吃水较深，灵活机动性不够，容易在岛礁区搁浅；（2）若放弃岛礁区的测量，会导致测区出现空洞，导致勘测任务无法全面完成。

在边远岛礁地区，例如我国某些沙岛礁区，水深较浅，岛礁密集，大型科考船因为吃水较深，机动性不足，无法进入岛礁周边浅水区进行测量。而这些区域的岛礁吹填等海洋工程建设项目又迫切地需要精细的海底地形数据。

发明内容

本发明针对现有技术方法的不足和现实需求，目的在于提供一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法。

一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统，包括勘测母船、测量小艇，其中勘测母船分布在深水区，测量小艇分布在勘测母船没法测量的浅水区，并将测量结果反馈给勘测母船；

所述的勘测母船包括磁力仪测量拖体、组合声纳、勘测母船前视避碰声纳、勘测母船通讯天线、勘测母船GPS天线、母船基站；所述的组合声纳进一步包含声学多普勒流速剖面仪、浅地层剖面仪、深水多波束测深系统；勘测母船通过磁力仪测量拖体进行磁场强度勘测，利用声学多普勒流速剖面仪获得所在区域海水流速信息，利用浅地层剖面仪获得所在区域地层信息，利用深水多波束测深系统获得所在位置海底地形信息，利用前视声纳获取航线障碍物信息，利用通讯天线与测量小艇进行相互通信，通过GPS天线获得勘测母船的实时位置信号，使用母船基站对测量小艇信号进行处理及发送指令。

所述的测量小艇包括测量小艇前视避碰声呐、测量小艇浅水多波束测深系统、测量小艇作业优化与中控终端、测量小艇GPS天线、测量小艇通讯天线、测量小艇航行系统；测量小艇利用测量小艇前视避碰声呐获取航线上障碍物信息，利用浅水多波束测深系统获取所在位置水深信息，通过测量小艇GPS天线获取实时位置信号，使用测量小艇通讯天线与母船基站进行信息通讯，利用测量小艇作业优化与中控终端收集处理各类艇载设备及母船基站返回的信息，并做出相应指令，控制测量小艇航行系统，从而控制测量小艇的航行速度和方向。

所述的测量小艇作业优化与中控终端控制测量小艇航行系统，由测量小艇前视避碰声呐探测测量小艇前行方向障碍物情况，若测量小艇前视避碰声呐探测到障碍物，则由测量小艇作业优化与中控终端控制测量小艇航行系统向邻近已测的测线方向进行避让，避让完成后重新返回测线进行勘测。

一种边远岛礁水下地形地貌勘测方法，步骤如下：

步骤1：设备检查和作业分区

1.1）检查测量母船和测量小艇所有设备是否功能正常；

1.2）在所述的母船基站上对岛礁、浅水测区进行分区，指定每一艘测量小艇负责一个岛礁区域的测量；

步骤2：测线规划

2.1）按照具体作业分区情况，在母船基站上对所有测量小艇负责的测区进行测线规划，按照3倍水深间距标准进行测线布设；

步骤3：测量小艇投放和指令下达

3.1）勘测母船将测量小艇分别投放在指定的测区；

3.2）母船基站对测量小艇下达作业指令，测量小艇通过自带的通讯天线接收来自母船基站布设的计划测线和作业指令，并由测量小艇作业优化与中控终端进行处理；

步骤4：测量小艇分区勘测

4.1）测量小艇GPS天线获取测量小艇实时位置信号，测量小艇作业优化与中控终端与母船基站通过各自通讯天线进行信息交换，由浅水多波束测深系统进行水深测量，由测量小艇作业优化与中控终端处理各设备返回的信息和母船基站的指令，并控制测量小艇航行系统进行勘测；

4.2）由测量小艇作业优化与中控终端控制测量小艇航行系统，由测量小艇前视避碰声呐探测测量小艇前行方向障碍物，若测量小艇前视避碰声呐探测到障碍物，则由测量小艇作业优化与中控终端控制测量小艇航行系统向邻近已测的测线方向进行避让，避让完成后重新返回测线进行勘测；