1.一种基于协同编队系统的海底地形勘察系统的工作方法,其特征在于,使用基于协同编队系统的海底地形勘察系统,所述系统包括科考船和两艘无人船组成的协同编队系统、星间差分定位设备、双天线RTK定位设备、海底地形勘察测量设备和无人船遥控系统;
所述科考船搭载协同编队系统的主机和浅地层剖面仪,按照预先设定的测线航行,同时向后方行驶的两艘无人船实时播发航行轨迹用于无人船导航;所述两艘无人船搭载协同编队系统的从机,其中一艘搭载多波束测深仪,另一艘搭载侧扫声呐,两艘无人船按照科考船所播发的航行轨迹自动跟随航行;所述浅地层剖面仪利用声波探测浅底地层的剖面结构,所述侧扫声呐利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体并存储测量信息,所述多波束测深仪测量海底地形并存储测量信息;
所述星间差分定位设备为科考船提供精确的位置信息,并根据该位置信息按照设定的测线行驶;
所述双天线RTK定位设备为两艘无人船提供以科考船为基站的定位信息和航向信息;
所述海底地形勘察测量设备包括浅地层剖面仪、多波束测深仪和侧扫声呐;
所述无人船遥控系统基于2.4G通讯协议通过人为手动控制无人船的航行;
基于协同编队系统的海底地形勘察系统的工作方法包括:S1.安装需要搭载的设备,科考船搭载浅地层剖面仪、星间差分定位设备和协同编队系统主机,第一无人船搭载侧扫声呐、第二无人船搭载多波束测深仪,两艘无人船都搭载双天线RTK定位设备和协同编队系统从机;
S2.调试海底地形勘察测量设备和协同编队系统;
S3.科考船位于测线起点,下放两艘无人船,并开启所搭载设备,科考船按照测线航行,航行过程中对搭载测量设备的测量数据进行抽稀反馈,监测设备运行状态和数据质量;
S4.航行结束后按照航线的位置信息,对测量信息进行处理,将测量到的信息进行匹配,形成完整的海底地形图;
步骤S1包括以下子步骤:
S1.1.将海底地形勘察测量设备根据其各自的安装要求固定在特定的固定支架上;
S1.2.将星间差分定位设备安装到科考船船舱内部,星间差分定位设备的天线安装到科考船高处的无遮挡位置;
S1.3双天线RTK定位设备安装到无人船的内部,双天线RTK定位设备的两根天线安装到无人船船体最顶部的无遮挡位置;
协同编队系统包括硬件设备和信息反馈系统,所述硬件设备包括主机和从机,主机和从机通过电台建立通讯,协同编队系统的航行控制由无人船自主航行子系统控制;
所述步骤S3还包括:提取三种海底地形勘察测量设备的抽稀数据,通过信息反馈系统将抽稀数据的特征返回到科考船的监控平台,用以检测设备运行状况和数据质量;
所述步骤S4包括:
提取科考船的实际航行经纬度和测量设备所存储的测量数据,按照实际航行的经纬度信息,将海底地形勘察测量设备进行数据融合,形成完整的海底地形图。
2.如权利要求1所述的一种基于协同编队系统的海底地形勘察系统的工作方法,其特征在于,所述无人船进行自动跟随航行的工作过程包括:B1.协同编队系统的主机实时读取星间差分定位设备发出的定位信息并存储,所述主机通过电台实时将定位信息发送给两艘无人船上的从机;
B2.在科考船上建立GNSS基准站,通过电台实时播发RTCM3格式的差分信息;
B3.位于无人船上的双天线RTK定位设备通过电台接收科考船播发的差分信息,实现高精度定位,获取无人船自身的高精度实时位置;
B4.协同编队系统的从机读取本身的定位信息和航向信息,并将自身定位信息和航行信息与接收的科考船的定位信息基于经纬度做角度及距离计算;
B5.通过经纬度的角度和距离计算,得到无人船航行的期望角度和期望距离,交由无人船的动力控制模块控制无人船跟随科考船航行;
B6.通过期望距离控制无人船的航行速度,当期望距离小于50米的时候停止航行,当期望距离大于50米的时候,保持航行速度。
3.如权利要求2所述的一种基于协同编队系统的海底地形勘察系统的工作方法,其特征在于,所述信息反馈系统的工作过程包括:K1.通过电台建立协同编队系统的主机和从机之间的连接,从机将读取到的RTK设备所播发的速度信息反馈给主机;
K2.通过多波束测深仪和侧扫声呐调整数据检测装置,对测量设备的数据进行抽稀后发送给主机,主机检测设备是否工作正常以及数据质量;
K3.协同编队系统的主机接收从机发来的回馈信息,根据设备错误检测装置提供的信息提示是否继续测量。