文档介绍：无人船在水下地形测量中的应用与探究
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
摘要：在我国科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高的今天，传统水下地形测量通过船只从水面测量水下地形地貌，而且为了克服水面的不稳定性,部分采用涉水测量的方法，但是无论是船只或涉水测量,安全风险性都较大，而且传统水下测量方式得到的水底高程数据容易受淤泥的影响，测量的高程误差较大，需要对水下测量技术进行改进。
关键词：无人船；水下地形；测量；应用
引言
无人船遥感(unmanned ship remote sensing)，即利用先进的无人船舶航行技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通信技术、GPS差分定位技术及遥感应用技术，实现自动化、智能化、专用化快速获取海洋环境、水下地形、水质情况等遥感信息，并且完成遥感数据处理、建模及应用分析的应用技术。近年来，随着大数据、云计算、人工智能等新理念的发展，无人船自动化的程度不断提高，使得无人船遥感技术有了科技的支持。无人船遥感技术，在海洋环境保护、航道测量和海洋搜救、水质监测等方面得到了广泛的应用。
1单波束与多波束测深原理及优缺点
测深系统是无人船测量系统的核心组成部分，目前应用比较广泛的有单波束和多波束测深系统。单波束与多波束测深的工作原理，在本质上都是利用换能器垂直向下发射出的脉冲声波，遇到水下地物发生反射这一原理进行水下地形测量。但是，多波束测深系统在换能器上与单波束有区别，多波束利用多个换能器单元组成阵列，在测深过程中可以同时发射和接收多个波束，并对水下地形进行条带式测量。单波束测深系统的优点是设备组成及安装简单，在外业测量过程中通常只需要进行定位和动吃水改正，内业数据处理也比较简单，能输出不同数据格式的成果;缺点是水下相邻两点间的微地形不能探测到，若要提高作业区水下地形测量的精度，只有加密测线，这无形中增加了生产成本。多波束测深系统在测量范围、速度、精度和效率上优于单波束测深系统。多波束将测深技术从点、线扩展到面，并逐步发展到三维立体测深及自动化成图，广泛应用于大面积海底地形测量，但多波束设备组成及安装较复杂，外业操作较烦琐且内业处理耗时较长。因此，在实际生产中，若单波束测深和多波束测深都满足作业要求，则优先选择单波束更为便捷。
2无人船在水下地形测量中的应用
地形地貌是海洋调查、港口建设、输油管道检测等重要工作的参考数据，无人船遥感系统在获取水下地形信息数据方面有明显优势。无人船通过搭载GNSS、单波束测深仪、侧扫声呐，合成孔径雷达等设备，获取水深数据、地形的声呐图像、地形的三维雷达图形，可直观地了解水下地形情况且用于完成海底目标物检测和沉积环境调查等任务。通过对图像的处理和分析，检测海底输油管道、海底电缆等设施，为安全的运输石油和海底电缆工程提供数据保证。
测量之前需要进行航线布设。航线布设有2种方法:一种是事先设计好计划线，直接导入到无人船操作电脑端，这种方法比较方便，但是不能根据实测环境进行布设，会导致测线过短或者过长，影响测量效果;另一种是根据实测地理环境现场布设测线，这样做虽然比较麻烦，但是却能布设适合测区的计划线，保证测量效果。计划线布设好，检查船体仪器连接正常无误后，操控电脑