[发明专利]自组网海洋环境多参数测量方法

权利要求书

1.一种自组网海洋环境多参数测量方法，包括多参数智能传感器、无人平台和航行、测绘一体化系统；所述多参数智能传感器包括多波束回声测深仪和声学多普勒流速剖面仪，其中，所述多波束回声测深仪用于海底地形地貌测量，声学多普勒流速剖面仪用于海流剖面测量；所述无人平台包括测绘型艇体、自主避障单元、智能控制单元、动力单元、能源单元、通信单元；所述航行、测绘一体化系统包括测线规划、电子海图、航行状态显示、测绘状态显示、测绘数据显示模块；

其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据测量任务需要进行作业规划，包括：设置坐标系统、加载电子海图、配置母船作业设备、配置无人艇编队、测线设计与调查分配；

步骤2、通过船队管理系统配置和下发无人艇作业参数，母船和无人艇开始调查作业；

步骤3、通过建立的通信组网，母船与无人艇测绘采集数据实时传回所述航行、测绘一体化系统的监控端，实现测绘结果拼接显示；

步骤4、由母船及无人艇记录的数据，经过对所述多参数智能传感器的测绘数据进行安装偏差校准、数据编辑、滤波、补偿修正，潮位及声速剖面改正，形成最终数据展示与报告。

2.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，所述航行、测绘一体化系统的总体框架由规划层、控制层、数据层和显示层四部分组成。

3.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，所述航行、测绘一体化系统包括监控端和采集端，所述监控端通过与所述采集端进行通信连接，发送测线控制命令，并接收所述采集端的反馈信息及传输的采集数据信息，所述采集端同时与所述监控端和所述多参数智能传感器建立通信，各传感器发送至所述航行、测绘一体化系统的监控端需要保存并实时显示数据称之为上行数据，所述监控端发送至所述多参数智能传感器的控制命令、设置参数数据为下行数据。

4.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，母船与无人艇传感器采集数据需经过数据内插，数据内插采用线性内插，将低频率的数据按照高频率的数据进行内插，在进行数据内插时，首先，导入惯导姿态数据，根据检校参数得到各个时刻所述多波束回声测深仪和海流剖面仪中心点的坐标及姿态；然后导入原始测深数据和海流剖面数据，对其进行解析，从而得到测点在传感器坐标系下坐标以及GPS时；根据各点的时间对应查找此时刻传感器的位置与姿态，以得到坐标转换矩阵中的三个角度，以及三个平移参数。

5.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，所述航行、测绘一体化系统进行空间融合，定义五个坐标系，包括载体坐标系、多波束测深仪坐标系、声学多普勒流速坐标系、站心坐标系和大地坐标系，所述多波束测深仪坐标系、声学多普勒流速坐标系为传感器坐标系，所述载体坐标系的坐标原点位于惯性测量单元的质心，所述站心坐标系原点位于全球导航卫星系统天线的相位中心，所述大地坐标系为地心固定坐标系。

6.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，母船与无人艇数据组网时，各无人平台获得的测量数据，连同姿态位置信息一起打包上行发送至所述监控端；根据坐标转换模型得到测点在所述大地坐标系下的坐标，通过所述传感器坐标系到所述载体坐标系的转换、所述载体坐标系到所述站心坐标系的转换和所述站心坐标系到所述大地坐标系的转换，将所述多参数智能传感器的点位坐标归算至所述大地坐标。

7.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，母船与无人艇采集的数据经过后处理软件进行点云数据预处理，包括点云滤波和点云抽稀，所述点云滤波包括回波信号去噪、距离去噪和时间去噪，所述点云抽稀是对密集的点云数据进行缩减，以获得满足点云数量要求。

8.根据权利要求1所述的自组网海洋环境多参数测量方法，其特征在于，所述航行、测绘一体化系统的主界面设置有航行功能区和显示区，所述航行功能区包括测线规划模块、海图模块，所述显示区包括测量数据显示模块、航行状态显示模块、测绘状态显示模块。