[发明专利]一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法

摘要

本发明公开了一种边远岛礁水下地形地貌勘测系统与方法。系统包括勘测母船、测量小艇。勘测母船上设有磁力仪测量拖体、组合声呐、前视避碰声呐、母船基站、通讯天线、GPS天线；所述的组合声呐包括深水多波束测深系统、浅地层剖面仪、声学多普勒流速剖面仪。测量小艇上设有浅水多波束测深系统、前视避碰声呐、测量小艇作业优化与中控终端、通讯天线、GPS天线。勘测母船可携带多艘测量小艇同步在边远岛礁复杂海域开展海底勘测，母船基站、测量小艇作业优化与中控终端之间通过通讯天线进行指令传输、测量结果反馈，将测量结果反馈给母船基站。该勘测系统和方法可在岛礁和浅水区海洋调查、海洋测绘与海洋工程中广泛应用。

主权项

一种边远岛礁水下地形地貌勘测方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：设备检查和作业分区1.1）检查勘测母船（1）和多艘测量小艇（2）所有设备是否功能正常；勘测母船（1）通过磁力仪测量拖体（1.1）进行磁场强度勘测，利用声学多普勒流速剖面仪（1.2.1）获得所在区域海水流速信息，利用浅地层剖面仪（1.2.2）获得所在区域地层信息，利用深水多波束测深系统（1.2.3）获得所在位置海底地形信息，利用前视声纳（1.3）获取航线障碍物信息，利用通讯天线（1.4）与测量小艇（2）进行相互通信，通过GPS天线（1.5）获得勘测母船（1）的实时位置信号，使用母船基站（1.6）对测量小艇信号进行处理及发送指令；所述的测量小艇（2）包括测量小艇前视避碰声呐（2.1）、测量小艇浅水多波束测深系统（2.2）、测量小艇作业优化与中控终端（2.3）、测量小艇GPS天线（2.4）、测量小艇通讯天线（2.5）、测量小艇航行系统（2.6）；测量小艇（2）利用测量小艇前视避碰声呐（2.1）获取航线上障碍物信息，利用浅水多波束测深系统（2.2）获取所在位置水深信息，通过测量小艇GPS天线（2.4）获取实时位置信号，使用测量小艇通讯天线（2.5）与母船基站（1.6）进行信息通讯，利用测量小艇作业优化与中控终端（2.3）收集处理各种艇载设备及母船基站（1.6）返回的信息，并做出相应指令，控制测量小艇航行系统（2.6），从而控制测量小艇的航行速度和方向；1.2）在所述的母船基站（1.6）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（1.6）上对所有测量小艇（2）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（1）将测量小艇（2）分别投放在指定的测区；3.2）母船基站（1.6）对测量小艇（2）下达作业指令，测量小艇通过自带的通讯天线（2.5）接收来自母船基站（1.6）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（2.3）进行处理；步骤4：测量小艇分区勘测4.1）测量小艇GPS天线（2.4）获取测量小艇（2）实时位置信号，测量小艇作业优化与中控终端（2.3）与母船基站（1.6）通过各自通讯天线进行信息交换，由浅水多波束测深系统（2.2）进行水深测量，由测量小艇作业优化与中控终端（2.3）处理各设备返回的信息和母船基站（1.6）的指令，并控制测量小艇航行系统（2.6）进行勘测；测量小艇（2）上所安装的浅水多波束测深系统（2.2）的换能器安装角度向岛礁一侧倾斜20°到40°，使较多的测量波束照射在岛礁一侧的浅水区，测量小艇作业优化与中控终端（2.3）根据已勘测的测量条带边缘水深、覆盖宽度自动调整测线间距和航行线路，保障测量路线的连续拼接；4.2）由测量小艇作业优化与中控终端（2.3）控制测量小艇航行系统（2.6），由测量小艇前视避碰声呐（2.1）探测测量小艇（2）前行方向障碍物，若测量小艇前视避碰声呐（2.1）探测到障碍物，则由测量小艇作业优化与中控终端（2.3）控制测量小艇航行系统（2.6）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；4.3）由测量小艇浅水多波束测深系统（2.2）探测测量小艇（2）所在区域水深，若测量小艇浅水多波束测深系统（2.2）中央波束所测水深小于0.5m的安全门限，则由测量小艇作业优化与中控终端（2.3）判断为遭遇浅水障碍，并向小艇航行系统（2.6）发送避让信号，从而使测量小艇（2）向邻近已测的测线方向进行避让，避让完成后测量小艇（2）重新返回测线进行勘测；若所述的测量小艇浅水多波束测深系统（2.2）连续100呯（ping）的边缘波束数据所测平均水深小于0.5m的安全门限，则由测量小艇作业优化与中控终端（2.3）将测量结果信息传回勘测母船（1.6）基站，由人工确认测量结束后，母船基站1.6发送返回指令，测量小艇2自动返回母船；步骤5：测量小艇回收5.1）经确认测量小艇（2）作业完成后，由母船基站（1.6）向测量小艇作业优化与中控终端（2.3）发送返回指令，测量小艇作业优化与中控终端（2.3）控制航行系统（2.6）返回勘测母船（1）所在海域；5.2）测量小艇（2）返回勘测母船（1）周围后，由勘测母船（1）的对测量小艇（2）进行回收，并做各项检查，完成测量小艇（2）设备回收和测量数据下载。