[發明專利]一種邊遠島礁水下地形地貌勘測系統與方法

有效

• 申請號: 201610046860.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105547261B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 李守軍;陳佳兵;吳自銀;尚繼宏;梁裕揚;趙荻能;周潔瓊;周勐佳
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林松海

技術領域

本發明涉及海洋調查與海洋測繪技術領域，具體是指一種邊遠島礁水下地形地貌勘測系統與方法。

背景技術

海底地形調查是一項基礎性的海洋地理信息調查工作，為了揭示海底表面的起伏形態，多波束測深系統是必不可少的調查手段之一。

多波束測深系統是當前最先進的海底地形測量設備，該設備主要安裝于科考船之上，進行海底地形地貌調查。現有的遠海地形調查主要采用大型科考船進行，但是在邊遠島礁區存在諸多缺陷：（1）大型科考船吃水較深，靈活機動性不夠，容易在島礁區擱淺；（2）若放棄島礁區的測量，會導致測區出現空洞，導致勘測任務無法全面完成。

在邊遠島礁地區，例如我國某些沙島礁區，水深較淺，島礁密集，大型科考船因為吃水較深，機動性不足，無法進入島礁周邊淺水區進行測量。而這些區域的島礁吹填等海洋工程建設項目又迫切地需要精細的海底地形數據。

發明內容

本發明針對現有技術方法的不足和現實需求，目的在于提供一種邊遠島礁水下地形地貌勘測系統與方法。

一種邊遠島礁水下地形地貌勘測系統，包括勘測母船、測量小艇，其中勘測母船分布在深水區，測量小艇分布在勘測母船沒法測量的淺水區，并將測量結果反饋給勘測母船；

所述的勘測母船包括磁力儀測量拖體、組合聲納、勘測母船前視避碰聲納、勘測母船通訊天線、勘測母船GPS天線、母船基站；所述的組合聲納進一步包含聲學多普勒流速剖面儀、淺地層剖面儀、深水多波束測深系統；勘測母船通過磁力儀測量拖體進行磁場強度勘測，利用聲學多普勒流速剖面儀獲得所在區域海水流速信息，利用淺地層剖面儀獲得所在區域地層信息，利用深水多波束測深系統獲得所在位置海底地形信息，利用前視聲納獲取航線障礙物信息，利用通訊天線與測量小艇進行相互通信，通過GPS天線獲得勘測母船的實時位置信號，使用母船基站對測量小艇信號進行處理及發送指令。

所述的測量小艇包括測量小艇前視避碰聲吶、測量小艇淺水多波束測深系統、測量小艇作業優化與中控終端、測量小艇GPS天線、測量小艇通訊天線、測量小艇航行系統；測量小艇利用測量小艇前視避碰聲吶獲取航線上障礙物信息，利用淺水多波束測深系統獲取所在位置水深信息，通過測量小艇GPS天線獲取實時位置信號，使用測量小艇通訊天線與母船基站進行信息通訊，利用測量小艇作業優化與中控終端收集處理各類艇載設備及母船基站返回的信息，并做出相應指令，控制測量小艇航行系統，從而控制測量小艇的航行速度和方向。

所述的測量小艇作業優化與中控終端控制測量小艇航行系統，由測量小艇前視避碰聲吶探測測量小艇前行方向障礙物情況，若測量小艇前視避碰聲吶探測到障礙物，則由測量小艇作業優化與中控終端控制測量小艇航行系統向鄰近已測的測線方向進行避讓，避讓完成后重新返回測線進行勘測。

一種邊遠島礁水下地形地貌勘測方法，步驟如下：

步驟1：設備檢查和作業分區

1.1）檢查測量母船和測量小艇所有設備是否功能正常；

1.2）在所述的母船基站上對島礁、淺水測區進行分區，指定每一艘測量小艇負責一個島礁區域的測量；

步驟2：測線規劃

2.1）按照具體作業分區情況，在母船基站上對所有測量小艇負責的測區進行測線規劃，按照3倍水深間距標準進行測線布設；

步驟3：測量小艇投放和指令下達

3.1）勘測母船將測量小艇分別投放在指定的測區；

3.2）母船基站對測量小艇下達作業指令，測量小艇通過自帶的通訊天線接收來自母船基站布設的計劃測線和作業指令，并由測量小艇作業優化與中控終端進行處理；

步驟4：測量小艇分區勘測

4.1）測量小艇GPS天線獲取測量小艇實時位置信號，測量小艇作業優化與中控終端與母船基站通過各自通訊天線進行信息交換，由淺水多波束測深系統進行水深測量，由測量小艇作業優化與中控終端處理各設備返回的信息和母船基站的指令，并控制測量小艇航行系統進行勘測；

4.2）由測量小艇作業優化與中控終端控制測量小艇航行系統，由測量小艇前視避碰聲吶探測測量小艇前行方向障礙物，若測量小艇前視避碰聲吶探測到障礙物，則由測量小艇作業優化與中控終端控制測量小艇航行系統向鄰近已測的測線方向進行避讓，避讓完成后重新返回測線進行勘測；