[發(fā)明專(zhuān)利]一種海底電纜的地磁探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110397860.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113064209B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章雪挺;王芳;田曉慶;劉敬彪;朱澤飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01V3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01V3/08;G01V3/40
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 汪丹琪

一種海底電纜的地磁探測(cè)方法，涉及海底探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。方法應(yīng)用于探測(cè)控制端，包括：步驟S01，控制安裝有質(zhì)子磁力儀的水下機(jī)器人進(jìn)行初步探測(cè)，并確定初步電纜走向和初步位置信息；步驟S02，根據(jù)初步位置信息，控制安裝有質(zhì)子磁力儀和兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀的水下機(jī)器人下水，基于地磁總場(chǎng)，控制水下機(jī)器人駛向電纜上方，并確定電纜的具體位置信息；基于磁通門(mén)磁力儀獲得的X軸分量梯度值，控制水下機(jī)器人的艏向沿著初步電纜走向運(yùn)動(dòng)；步驟S03，根據(jù)具體位置信息，控制安裝有質(zhì)子磁力儀和兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀的水下機(jī)器人下水；基于地磁總場(chǎng)的Z軸分量值和水下機(jī)器人的下水深度數(shù)據(jù)，判斷海底電纜是否存在故障以及故障點(diǎn)位置。本發(fā)明探測(cè)準(zhǔn)確，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海底探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海底電纜的地磁探測(cè)方法。

背景技術(shù)

海底電纜的探測(cè)識(shí)別與定位是海洋工程領(lǐng)域公認(rèn)的技術(shù)難題。傳統(tǒng)主要以潛水員人工觀察為主，近年來(lái)隨著水下機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，通過(guò)搭載聲、光、磁各類(lèi)載荷的水下機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)巡檢的技術(shù)方法正在引起重視。然而，由于海底電纜大多敷設(shè)于海床表面之下，光學(xué)方法及大多數(shù)聲學(xué)方法很難起到作用。淺剖這一聲學(xué)方法可以探測(cè)到地表以下，但由于電纜直徑有限而受到聲學(xué)探測(cè)分辨率的限制。基于地磁異常場(chǎng)反演的方法來(lái)探測(cè)海底掩埋電纜是目前最有潛力的方法，但由于對(duì)其探測(cè)流程、探測(cè)方法的研究尚不夠深入，因此目前在實(shí)際應(yīng)用中仍存在信號(hào)受到復(fù)雜背景場(chǎng)干擾，疑似異常的可信度不高等缺陷。

發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN201711262447.6公開(kāi)了一種海底電纜探測(cè)水下機(jī)器人及作業(yè)方法，并具體公開(kāi)了：水下機(jī)器人處于AUV模式時(shí)，此時(shí)水下機(jī)器人為無(wú)纜狀態(tài)，可脫離水面母船限制，通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)和復(fù)合天線接收指令，并可在通訊范圍以外自主設(shè)定作業(yè)任務(wù)和行進(jìn)路線，以完成對(duì)海底電纜路由勘測(cè)和日常巡檢作業(yè)。水下機(jī)器人處于ROV模式時(shí)，此時(shí)水下機(jī)器人為有纜狀態(tài)，與遠(yuǎn)程控制平臺(tái)通過(guò)臍帶電纜進(jìn)行通訊，可實(shí)時(shí)上傳視頻圖像或其他傳感器信息，并接收水面母船的電能充電，以完成對(duì)海底電纜故障探測(cè)和精確定位作業(yè)。該發(fā)明采用無(wú)纜AUV模式和有纜ROV模式的水下機(jī)器人進(jìn)行探測(cè)，在探測(cè)過(guò)程中需要切換不同的工作模式。在有纜ROV模式的探測(cè)過(guò)程中，海底電纜故障位置和類(lèi)型主要通過(guò)視頻圖像和其他傳感器信息進(jìn)行判斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出了一種故障探測(cè)結(jié)果可信度高的海底電纜的地磁探測(cè)方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種海底電纜的地磁探測(cè)方法，應(yīng)用于探測(cè)控制端，包括：

步驟S01，控制安裝有質(zhì)子磁力儀的水下機(jī)器人進(jìn)行初步探測(cè)，之后基于初步探測(cè)信息確定初步電纜走向和初步位置信息；所述初步探測(cè)信息包括水下定位數(shù)據(jù)與地磁總場(chǎng)；

步驟S02，根據(jù)所述初步位置信息，控制安裝有質(zhì)子磁力儀和兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀的水下機(jī)器人下水進(jìn)行路由探測(cè)；接著，基于路由探測(cè)期間質(zhì)子磁力儀測(cè)得的地磁總場(chǎng)，控制水下機(jī)器人駛向電纜上方，并確定電纜的具體位置信息；然后，基于兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀獲得的X軸分量梯度值，控制水下機(jī)器人的艏向，使其沿著初步電纜走向運(yùn)動(dòng)；

步驟S03，根據(jù)所述具體位置信息，控制安裝有質(zhì)子磁力儀和兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀的水下機(jī)器人下水進(jìn)行巡檢探測(cè)；接著，基于兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀測(cè)得的Z軸分量值和水下機(jī)器人的下水深度數(shù)據(jù)，判斷海底電纜是否存在故障以及故障點(diǎn)位置；

其中，質(zhì)子磁力儀安裝在水下機(jī)器人的正前方，兩個(gè)磁通門(mén)磁力儀分別安裝在水下機(jī)器人的兩側(cè)。

本發(fā)明能基于地磁信息實(shí)時(shí)修正電纜位置信息，使得探測(cè)過(guò)程一直沿著電纜走向進(jìn)行，探測(cè)準(zhǔn)確，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。所述電纜走向在探測(cè)過(guò)程也在不停修正。

作為優(yōu)選，所述步驟S01包括：

步驟S11，基于海底電纜的探測(cè)范圍，確定覆蓋整個(gè)探測(cè)范圍的梳狀路徑為安裝有質(zhì)子磁力儀的水下機(jī)器人的初步探測(cè)路徑；